Bascules Synchrones [PDF]

Zitiervorschau

Bascules synchrones_________________________________________________________ 1ère STI En

Nom :

Classe:

BASCULES SYNCHRONES

Prénom:

Date :

1 Modes de synchronisation 1.1

Introduction

Jusqu’à présent, les bascules étudiées étaient asynchrone, c’est à dire que la sortie changeait d’état dès que l’ordre était présenté sur les entrées. Dans plusieurs fonctions électroniques (compteurs, registres…) il est nécessaire que toutes les bascules changent d’état au même moment. On utilise alors un signal de synchronisation appelé « Horloge » (clock). Les bascules sont dites synchrones. 1.2

Synchronisation sur front Aussi nommée « Edge Triggered », cette synchronisation est la plus courante. H

H

Basculement sur front montant

Basculement sur front descendant

Remarques : En réalité, à l’intérieur du circuit intégré, on ne détecte pas le « front » de l’horloge mais on utilise des rebouclages des sorties vers les entrées qui verrouillent l’action de celles-ci dès que le basculement a eut lieu. Le retour à l’état inactif de l’horloge déverrouille ce système.

1.3

Synchronisation « maître – esclave » Bascule « maître »

Bascule « esclave »

H Val

LESCOP Yves [V 1.0]

Val

- 1/7 -

Lycée « la croix-rouge »

Bascules synchrones_________________________________________________________ 1ère STI En

H est l’entrée de validation du maître et son complément sert à valider l’esclave. Le maître enregistre l’ordre présenté sur les entrées lorsque H vaut « 1 » et l’esclave recopie cet ordre vers les sorties lorsque H vaut « 0 ».

2 Bascules synchrones élémentaires 2.1

Bascule JK

J

Q

J 0 0 1 1

H K

Q

K 0 1 0 1

Q+ Q 0 1 /Q

Action Aucun changement Reset Set Changement d’état

Le fonctionnement est similaire à celui de la bascule RS pour les trois premières combinaisons avec J correspondant à S (set) et K correspondant à R (reset). La dernière combinaison J=K=1 n’est pas interdite mais provoque le changement d’état de la sortie : Q passe à 1 s’il valait 0 et réciproquement.

Exercice : Compléter le chronogramme H t J t K t Q t Que se passe-t-il lorsque J=K=1 en permanence ?

2.2

Bascule D

D

H

LESCOP Yves [V 1.0]

Q+ = D

Q Q

- 2/7 -

Lycée « la croix-rouge »

Bascules synchrones_________________________________________________________ 1ère STI En

LESCOP Yves [V 1.0]

- 3/7 -

Lycée « la croix-rouge »

Bascules synchrones_________________________________________________________ 1ère STI En

2.3

Entrées asynchrones sur des bascules synchrones

Sur certaines bascules on rencontre parfois des entrées dont le fonctionnement est asynchrone et qui agissent quelque soit l’état de l’horloge :  

R ou CLR : entrée de remise à zéro de Q (Reset, Clear) S ou PRE : entrée de prépositionnement ou mise à 1 (Set, Preset)

Exemple de bascule JK avec Set et Reset : J

Q

S

Remarque : ces entrées sont parfois actives à zéro. H K

Q R

3 Utilisation de bascules synchrones 3.1

Registre à décalage Q0

D

D

Q1 D

Q2 D

Q3 D

H

H t D t Q0

t

Q1

t

Q2

t

Q3

LESCOP Yves [V 1.0]

t

- 4/7 -

Lycée « la croix-rouge »

Bascules synchrones_________________________________________________________ 1ère STI En

3.2

Diviseur de fréquence

La sortie /Q de cette bascule est reliée à l’entrée D, H est l’entrée du montage.

Q

D

H

H t Q t Q t 3.3

Compteur binaire +V

Q0

+V

Q1

+V

Q2

J

J

J

K

K

K

H

H t Q0

t

Q1

t

Q2

t

Montrez que les sorties Q0 .. Q2 permettent d’indiquer en binaire le nombre d’impulsions entrées en H et indiquez quelle puissance de 2 représente chaque sortie.

LESCOP Yves [V 1.0]

- 5/7 -

Lycée « la croix-rouge »

Bascules synchrones_________________________________________________________ 1ère STI En

Si H est un signal périodique, quelle sont les fréquences, par rapport à celle de H, que l’on retrouve en Q0, en Q1 et en Q2 ? Remarques : Ce compteur est réalisé à l’aide de bascules synchrones, cependant le compteur réalisé n’est pas synchrone car toutes les bascules ne sont pas commandées par la même horloge et donc ne changent pas d’état exactement au même instant ! Il existe cependant des compteurs intégrés entièrement synchrones.

3.4

Compteur « asynchrone » par un nombre quelconque

Il est possible de réaliser simplement un compteur modulo n en utilisant les entrées de remise à zéro des bascules. Q0 +V

Q1 +V

J

Q2 +V

J

J

H K

/R

K

/R

K

/R

CL

&

Equation de CL : H t Q0

t

Q1

t

Q2

t

CL t

Après avoir compléter le chronogramme, indiquez le type de compteur réalisé.

LESCOP Yves [V 1.0]

- 6/7 -

Lycée « la croix-rouge »

Bascules synchrones_________________________________________________________ 1ère STI En

On désire utiliser cette même structure pour réaliser un compteur par 5, indiquez les modifications à apporter au schéma ci-dessus.

LESCOP Yves [V 1.0]

- 7/7 -

Lycée « la croix-rouge »