TP Electronique Numerique V 5.0 [PDF]

Zitiervorschau

MODULE D’ELECTRONIQUE COMPTEUR NUMERIQUE V5.0 On se propose d’étudier un système de comptage à afficheur (en logique TTL), avec : • • •

un bouton pour incrémenter le compteur un bouton de remise à zéro (RESET) un bouton d’activation du comptage

A- Partie théorique A-1- Bascule RS Etablir en la justifiant, la table de vérité de la bascule suivante : S

&

& R

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Q

Q

Fabrice Sincère

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A-2- Circuit « monostable » A-2-1- Le circuit intégré NE 555 Il s’agit d’un circuit intégré de 8 broches dont voici le schéma interne simplifié : +VCC 8 R' +2VCC/3 R'

5

+ +

R

6

S

2

+ + -

+VCC/3 R'

Q

bascule RS

_ Q

3 7

1

Les amplificateurs opérationnels fonctionnent en comparateur : - si ε > 0 V alors la sortie est au niveau logique 1. - si ε < 0 V alors la sortie est au niveau logique 0. A-2-2- Circuit monostable Le circuit intégré NE 555 est câblé en « monostable » (montage temporisateur). Une impulsion en entrée déclenche en sortie une temporisation de durée T :

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Oscillogrammes impulsion 1

uE(t)

0

t

VCC

uC(t)

2VCC/3 VCC/3 0

Q, uS(t)

t

1 t

0

T

Analyse du fonctionnement Quand Q = 0 : le transistor est saturé et il se comporte comme un interrupteur fermé. La broche 7 est mise à la masse et la tension aux bornes du condensateur est nulle. Quand Q = 1 : le transistor est bloqué et il se comporte comme un interrupteur ouvert. Le condensateur se charge à travers la résistance RA. Quand la tension aux bornes du condensateur atteint 2Vcc/3, R passe au niveau 1 et Q bascule au niveau 0 (RESET). Durée de la temporisation (Cf. cours d'électrostatique : charge d’un condensateur à travers une résistance) A l’instant où on crée l’impulsion d’entrée, Q bascule de 0 à 1. Déterminer l’équation différentielle que vérifie uC(t). Résoudre l’équation différentielle. En déduire qu’en sortie, le niveau haut est maintenu pendant une durée T ≈ 1,1⋅⋅RAC B- Etude expérimentale B-1- Bascule RS On dispose d’un circuit intégré 74LS00 (quadruple porte NON ET à deux entrées) pour réaliser la bascule RS. Un niveau logique S = 0 est obtenu en entrée quand le bouton poussoir S est au repos. Un niveau logique S = 1 est obtenu en entrée quand le bouton poussoir S est appuyé. Il en va de même pour l’entrée R :

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+5V 47 k

+5V

S 1

bouton poussoir S

&

3

Q

2

47 k 4

220

& 6

bouton poussoir R

R

5

Si la sortie Q est au niveau logique 1, la LED est allumée. Si la sortie Q est au niveau logique 0, la LED est éteinte. Faire vérifier le câblage. Etablir la table de vérité. Ne pas décâbler ! B-2- Circuit monostable Câbler le montage :

Le bouton poussoir sert à créer l’impulsion d’entrée (déclenchement de la temporisation). Visualiser à l’oscilloscope (en mode ROLL) les tensions uE, uH puis uC (dessiner les oscillogrammes). Mesurer la durée de temporisation. Comparer à la théorie. Ne pas décâbler !

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B-3- Circuit intégré 74LS90 Câbler le circuit suivant :

L’horloge H est fournie par le circuit monostable précédent (avec 2,2 µF au lieu de 22 µF). Le monostable intercalé entre le bouton poussoir et l’entrée du 74LS90 sert de circuit « antirebonds ». Pourquoi est-il indispensable ? Dessiner en concordance de temps les chronogrammes de H, QA, QB, QC et QD. Que fait le circuit intégré 74LS90 ? Ne pas décâbler !

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B-4- Circuit intégré 74LS47 Compléter avec le circuit suivant :

Etablir la table de vérité du circuit 74LS47 :

D

Entrées C B

A

a

b

c

d

sorties e f g

Indication de l’afficheur

Que fait le circuit intégré 74LS47 ?

B-5- Sélection comptage/remise à zéro Modifier le circuit du paragraphe B-4- de la façon suivante :

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Que fait ce circuit ? Expliquer son fonctionnement (commencer par établir sa table de vérité). Remarque à propos du circuit intégré 74LS90 : les entrées R0(1) et R0(2) au niveau 1 forcent les sorties QA, QB, QC et QD au niveau 0 (fonction RESET).

C- Conclusion

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