Minist re de LenseigneMent sup rieur
et de LA Recherche Scientifique
Institut Sup rieur des Etudes
Technologiques de Nabeul
D partement de G nie Electrique
SSuuppppoorrtt ddee ccoouurrss ::
SSyysstt mmeess LLooggiiqquueess ((22))
LLooggiiqquuee ss qquueennttiieellllee
Pour les Classes de 1er ann e GE
(Tronc Commun)
Elabor par :
Ben Amara Mahmoud ................................................................ (Technologue)
& G aloul Kamel ........................................................................ (Technologue)
Ann e universitaire: 2015/2016
ISET de Nabeul
Cours de Syst me logique (2)
TABLE DES MATIERES
Page
Chapitre1 : Logique s quentielle .......................................................................................................... 2
1- Objectifs .................................................................................................................................... 2
2- Introduction ............................................................................................................................... 2
3- Les Bascules asynchrones ......................................................................................................... 3
4- Les Bascules synchrones ........................................................................................................... 8
Chapitre 2 : Les registres .................................................................................................................... 14
1- Objectifs .................................................................................................................................. 14
2- G n ralit s............................................................................................................................... 14
3- Registre de m morisation ........................................................................................................ 14
4- Registre d calage ................................................................................................................. 15
5- Registre mixte ......................................................................................................................... 17
Chapitre 3 : Les Compteurs ................................................................................................................ 19
1- Objectifs .................................................................................................................................. 19
2- Introduction ............................................................................................................................. 19
3- Compteurs et d compteurs asynchrones ................................................................................. 19
4- Compteurs et d compteurs synchrones ................................................................................... 25
Chapitre 4 : Synth se des compteurs ................................................................................................. 27
1- Objectifs .................................................................................................................................. 27
2- Introduction ............................................................................................................................. 27
3- Exemples ................................................................................................................................. 30
Bibliographie et Webographie ............................................................................................................ 39
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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ISET de Nabeul
Chapitre 1
Cours de Syst me logique (2)
LOGIQUE SEQUENTIELLE
1. OBJECTIFS
Traiter en d tails les syst mes s quentiels.
Comprendre les bascules.
2. INTRODUCTION
2.1 Rappel sur les circuits combinatoires
Dans un syst me combinatoire, les sorties ne d pendent que de l tat des
entr es un instant donn .
Entr es
E1
E2
E3
. . .
En
.
Circuit
combinatoire
. . .
.
. . .
.
S0
S1
S2
. . .
Sk
.
Sorties
2.2 Les circuits s quentiels
La fonction de sortie des syst mes s quentiels d pend en plus des tats des
entr es (appel es entr es primaires) des tats ant rieurs des sorties (appel es
entr es secondaires). On dit que le circuit s quentiel poss de une fonction
m moire.
S0
S1
. . .
Sk
.
E1
E2
. . .
En
.
Entr es
primaires
Entr es
secondaires
. . .
.
Circuit
combinatoire
. . .
.
M moire
Sorties
primaires
Sorties
secondaires
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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ISET de Nabeul
Cours de Syst me logique (2)
Les syst mes s quentiels sont classes en 2 cat gories :
Circuits s quentiels asynchrones
Dans les circuits s quentiels asynchrones, les sorties changent d tats d s quIl
y a changements des tats des entr es.
Circuits s quentiels synchrones
Dans ce type de circuits les sorties changent d tats apr s avoir eu une
autorisation dun signal de synchronisation appel souvent signal Horloge
not H ou CLK.
3. LES BASCULES ASYNCHRONES
La bascule est le circuit de m morisation le plus r pandu. Elle a aussi pour r le
d laborer un diviseur de fr quence par deux. Elle est un syst me s quentiel
constitue par une ou deux entr es et deux sorties compl mentaires.
E1
E2
Bascule
Q
Q
La bascule est le circuit de m morisation le plus r pandu. Elle a aussi pour r le
d laborer un diviseur de fr quence par deux. Elle est un syst me s quentiel
constitu par une ou deux entr es et deux sorties compl mentaires.
On lappelle ainsi bascule bistable car elle poss de deux tats stables. On
distingue 4 types de bascules : RS, D, JK, et T.
3.1 Bascule RS
Symbole
Explication
S
R
RS
Q
Q
E S
I R
Une impulsion sur S (set) Mise 1 de Q (marche)
Une impulsion sur R (Reset) Mise 0de Q (Arr t)
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Cours de Syst me logique (2)
Table de v rit
Equation des sorties
Entr es
Sorties
R S Qn Qn+1 Qn+1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
-
-
0
1
1
1
0
0
-
-
0
0
1
1
0
0
1
1
Mode de
fonctionnement
Etat pr c dent
Etat pr c dent
Enclenchement
Maintien 1
Maintien a 0
D clenchement
Interdit
Interdit
Qn+1
RS
Qn
0
1
00
01
0
1
1
1
11
10
0
0
Qn+1=RQn+S
A laide des portes NAND
A laide des portes NOR
Logigramme
S
R
Q
Q
R
S
Q
Q
? NB : L tat R=S=1 est un tat interdit puisquil nous donne le deux sorties
compl mentaires Q et Q au m me tat ce qui nest pas logique.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
3.2 Bascule D
Symbole
Explication
D
D
Q
Q
Un appui sur D Mise 1 de Q
Un rel chement de D Mise 0 de Q
Table de v rit
Equation des sorties
Sorties
Entr es
D Qn Qn+1 Qn+1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
Mode de
fonctionnement
Maintien 0 : m0
D clenchement : d
Enclenchement : e
Maintien 1 : m1
D
Qn
0
1
Qn+1
0
0
1
1
1
1
Qn+1=D
A laide des portes NAND
A laide des portes NOR
Logigramme
D
Q
Q
D
Q
Q
? Remarque : En mettant S=D et R=D dans l quation de la bascule RS on
aura Qn+1=DQn+D=D(1+Qn)=D.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
Ainsi on obtient une bascule D en rajoutant un inverseur entre S et R.
D
RS
Q
Q
3.3 Bascule JK
Contrairement la bascule RS, la condition J=K=1, ne donne pas lieu une
condition ind termin e, mais par contre la bascule passe l tat oppos .
Table de v rit
Equation des sorties
Entr es
Sorties
J K Qn Qn+1 Qn+1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
Publicité
0
1
1
0
0
0
1
Mode de
fonctionnement
Etat pr c dent
Etat pr c dent
Maintien 0 : m0
D clenchement : d
Enclenchement : e
Maintien 0 : m1
Enclenchement : e
D clenchement : d
Qn+1
JK
Qn
0
1
00
01
11
10
0
1
0
0
1
0
1
1
Qn+1=JQn+KQn
J
K
JK
Q
Q
J
K
S
R
RS
Q
Q
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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3.4 Bascule T
La bascule T est obtenue en reliant les entr es J et K dune bascule JK.
Table de v rit
Equation des sorties
Sorties
Entr es
T
0
0
1
1
Qn Qn+1 Qn+1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
Mode de
fonctionnement
Maintien 0 : m0
Maintien 1 : m1
Enclenchement : e
D clenchement : d
Qn+1
0
0
1
1
1
0
T
Qn
0
1
Qn+1=TQn+TQn=T Qn
? Remarque : En rempla ant J et K par T dans l quation de la bascule JK on
aura Qn+1=TQn+TQn=T Qn.
T
T
Q
Q
3.5 For age des bascules
T
JK
Q
Q
Certaines bascules sont quip es des entr es particuli res :
Entr e de remise 1 : PRESET (RA1),
Entr e de remise 0 : RESET (RA0),
RA0
RA0
S
R
Q
Q
S
R
RS
Q
Q
RA1
RA1
On applique le m me r sonnement pour les bascules D, T et JK.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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3.5.1 Table de v rit
Entr es
Sorties
PRESET CLEAR Qn+1 Qn+1
Mode de
fonctionnement
0
0
1
1
0
1
0
1
Qn
0
1
Qn
1
0
M morisation
For age 1
For age 0
Interdit
4. LES BASCULES SYNCHRONES
Une bascule est synchrone quand ses sorties ne changent d tat que si un
signal suppl mentaire est appliqu e sur une entr e, dite entr e dhorloge
(not e H ou CLK).
H
t
4.1 Synchronisation sur niveau haut
RA0
RA0
S
H
R
Q
Q
S
H
R
RSH
Q
Q
RA1
RA1
Si H=0 : les sorties S et R sont bloqu es 1 quelques soient R et S, (les
entr es sont masqu es par rapport aux sorties) la sortie garde l tat
pr c dent.
Si H=1 : la bascule RS fonctionne normalement les sorties ob issent aux
entr es.
Donc la bascule RS ne fonctionne normalement que si H=1 (Niveau Haut).
M me chose pour les autres bascules.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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4.2 Synchronisation sur niveau haut
Dans le niveau bas, cest linverse qui se manifeste :
Si H=1 : Q garde l tat pr c dent.
Si H=0 : Fonctionnement normal de la bascule.
S
H
R
RA0
RA0
Q
Q
S
H
R
RSH
Q
Q
RA1
RA1
Si H=1 : les sorties S et R sont bloqu es 1 quelques soient R et S, (les
entr es sont masqu es par rapport aux sorties) la sortie garde l tat
pr c dent.
Si H=0 : la bascule fonctionne normalement les sorties ob issent aux
entr es.
Donc la bascule RS ne fonctionne normalement que si H=0 (Niveau bas).
La bascule synchrone est identique celle asynchrone.
M me chose pour les autres bascules.
? Remarque :
Ce type de synchronisation (sur niveau) a beaucoup dinconv nients : la
bascule est sensible aux entr es pendant toute la dur e de l tat de lhorloge
pour niveau haut (ou 0 pour le niveau bas). Si, pendant que H =1 (ou H=0), des
parasites apparaissent sur les entr es S et R, ils peuvent entrainer des
changements d tat impr vus sur la sortie Q.
Afin de minimiser au maximum la dur e de cet tat sensible, on sarrange pour
que la bascule reste dans son tat m moire sauf pendant un bref instant, juste
au moment o lentr e passe de 0 1 (ou de 1 0).
La bascule est dite synchronis e sur front.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
4.3 Synchronisation sur front
Une variable logique S peut avoir deux niveaux : le niveau haut (Vrai) ou le
niveau logique bas (Faux). Quand elle passe du niveau bas vers le niveau haut,
elle d finit le front montant. Dans le cas contraire, elle d finit le front
descendant.
1
S
0
1
S
0
t
Front montant
Front descendant
Symbole :
Front montant
Front descendant
1
H
0
H
t
Q
Q
1
H
0
H
t
t
Q
Q
4.4 Principe de fonctionnement dune bascule JK synchronis e sur front montant
Table de fonctionnement
Symbole
Entr es
Sorties
Mode de fonctionnement
H
J K Qn+1 Qn+1
0
1
x
x
x
0
0
1
1
x
x
x
0
1
0
1
Qn
Qn
Qn
Qn
0
1
Qn
Qn
Qn
Qn
Qn
1
0
Qn
Etat pr c dent
Etat pr c dent
Etat pr c dent
Etat pr c dent
D clenchement : d
Enclenchement : e
changement d tat
J
H
K
JK
Q
Q
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
Chronogramme :
H
1
0
J
1
0
K
1
0
Q
1
0
t
t
t
t
4.5 Bascule JK maitre esclave
4.5.1 Synchronisation sur Front montant
Preset
Clear
Qm
Qm
JKm
Jm
H
Publicité
Km
Je
Ke
JKe
Qe
Qe
Les deux bascules fonctionnent normalement si PRESET=CLEAR=1 et si H=1
la premi re bascule fonctionne normalement alors que la deuxi me est bloqu e
et quand H=0 la premi re bascule est bloqu e alors que la deuxi me fonctionne
normalement et le deux bascules ne fonctionnent ensemble quau moment de
passage de H de 1 0 cest- -dire au moment du front descendant ( ).
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ISET de Nabeul
Cours de Syst me logique (2)
Donc toute bascule maitre esclave dont la maitre travaille sur le niveau haut et
lesclave travaille sur le niveau bas est une bascule synchronis e sur front
descendant.
P
J
H
K
Q
Q
JK
C
4.5.2 Synchronisation sur Front montant
Preset
Clear
Jm
H
Km
Qm
Qm
JKm
Je
Ke
JKe
Qe
Qe
Les deux bascules fonctionnent normalement si PRESET=CLEAR=1 et si H=0
la premi re bascule fonctionne normalement alors que la deuxi me est bloqu e
et quand H=1 la premi re bascule est bloqu e alors que la deuxi me
fonctionne normalement et le deux bascules ne fonctionnent ensemble quau
moment de passage de H de 0 1 cest- -dire au moment du front montant ( ).
Donc toute bascule maitre esclave dont la maitre travaille sur le niveau bas et
lesclave travaille sur le niveau haut est une bascule synchronis e sur front
montant.
J
H
K
P
JK
C
Q
Q
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
4.5.3 Exercice
Soit le montage suivant :
D
H
P
D
C
Q
Q
Compl ter le chronogramme de D et Q. en d duire la fonction ainsi r alis e.
H
1
0
D
1
0
Q
1
0
t
t
t
4.6 R sum
Synchronisation sur
niveau haut
Synchronisation sur
niveau Bas
Synchronisation sur
front montant
Synchronisation sur
front descendant
J
H
K
P
JK
C
Q
Q
J
H
K
P
JK
C
Q
Q
J
H
K
P
JK
C
Q
Q
J
H
K
P
JK
C
Q
Q
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ISET de Nabeul
Chapitre 2
Cours de Syst me logique (2)
LES REGISTRES
1. OBJECTIFS
Etudier les diff rents types de registre
Connaitre le principe de fonctionnement de chaque type.
2. GENERALITES
Un registre est un ensemble de cellules m moire de base.
Les donn es peuvent tre crites/lues en m me temps (parall le) ou une
apr s lautre (s rie).
Le nombre de bits du registre correspond au nombre de cellules m moire
(nombre de bascule D ou JK) du registre.
On note que toutes les entr es dhorloge (H) des cellules sont reli es (ligne
d criture).
Les registres sont class es par :
Le nombre de bits.
Le mode de fonctionnement (unique ou multiple).
La classification des modes de fonctionnement est la suivante :
Des registres entr es parall les et sorties parall les : PIPO (Parallel IN-
Parallel OUT).
Des registres entr es parall les et sorties s ries : PISO (Parallel IN-Serial
OUT).
Des registres entr es s ries et sorties parall les : SIPO (Serial IN- Parallel
OUT).
Des registres entr es s ries et sorties s ries : SISO (Serial IN- Serial
OUT).
3. REGISTRE DE MEMORISATION (Registre parall le)
Un registre de m morisation (ou registre de donn es) est un registre dans
lequel les diff rents tages sont ind pendants les uns des autres, cependant
certains signaux agissent sur lensemble des tages ; tel que remise 0 et
remise 1.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
3.1 Registre de m morisation 4 bits
D0
P
D1
D2
D3
D
Q
Q
D
Q
Q
D
Q
Q
D
Q
Q
C
H
Q0
Q1
Q2
Q3
Dans lexemple ci-dessous, les 4 bascules sont charg es en parall le et lues en
parall le en synchrone avec le signal d criture H. Ce type de registre est
appel aussi registre PIPO.
3.2 Sch ma fonctionnel dun registre PIPO.
H
Clear
E0 E1 E2
En-1
&
PIPO
&
S0 S1 S2
Sn
4. REGISTRE A DECALAGE (Registre s rie)
Ce type de registre est principalement utilis comme m moire dinformation
dynamique ; la fonction de d calage consiste de faire glisser linformation de
chaque cellule l mentaire dans une autre cellule l mentaire adjacente.
Ce type de registre est appel aussi registre SISO.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
4.1 Sch ma fonctionnel
E
H
Clear
SISO
4.2 D calage a droite
S
La bascule du rang i doit recopier la sortie de la bascule du rang (i-1) ainsi son
entr e doit tre connect e la sortie (i-1).
D0 Q0
D
D1 Q1
D
D2 Q2
D
D3 Q3
D
Q0
Q1
Q2
E
C
H
4.3 D calage gauche
Q3
Q3
S
Lentr e de la bascule du rang i doit recopier la sortie de la bascule du rang
(i+1).
E
D0 Q0
D
D1 Q1
D
D2 Q2
D
D3 Q3
D
Q0
Q1
Q2
Q3
S
C
H
4.4 D calage r versible
Il existe des registres d calage r versibles, cest dire des registres ou le
d calage seffectue vers la droite et vers la gauche en fonction du niveau
logique applique lentr e S : sens de d calage .
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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ISET de Nabeul
Q0
Cours de Syst me logique (2)
I0
Q3
Q3
Mux
D0 Q0
D
Mux
D1 Q1
D
Mux
D2 Q2
D
Mux
D3 Q3
D
Q0
Q1
Q2
C
H
S
En fonction de la valeur de lentr e S, on a lop ration suivante :
S
0
1
Op ration
D calage gauche
D calage droite
5. REGISTRE MIXTE
On peut trouver des registres mixtes, donc on peut crire en parall le et
lire en s rie (PISO), ou vice versa (PISO), ou qui offrent les deux
possibilit s au choix .
5.1 Registre PISO
E0 E1 E2
En-1
&
H
Clear
PISO
5.1.1 Logigramme en utilisant des bascules D
I0
I1
I2
S
I3
D0 Q0
D
D1 Q1
D
D2 Q2
D
D3 Q3
D
Q0
Q1
Q2
C
H
Q3
Q3
S
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Cours de Syst me logique (2)
5.2 Registre SIPO
E
H
Clear
SIPO
&
S0 S1 S2
Sn-1
Logigramme en utilisant des bascules D
D0 Q0
D
Q0
D1 Q1
D
Q1
Publicité
D2 Q2
D
Q2
D3 Q3
D
Q3
E=D0
C
H
Q0
Q1
Q2
Q3
5.3 Exemple dapplication
Deux types de registres (PISO et SIPO) sont utilis s dans les liaisons s ries ;
ils forment la base des modems. Par exemple, si on veut transmettre une
information entre deux ordinateurs distants de quelques dizaines de m tres.
Transmettre linformation en parall le n cessite beaucoup de fils et tr s
couteux. La solution est alors dutiliser un registre PISO pour envoyer les bits
sur une seule ligne. Au bout de laquelle, un registre SIPO re oit ces bits et
reconstitue des octets qui sont transmis lordinateur de destination.
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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Chapitre 3
Cours de Syst me logique (2)
LES COMPTEURS
1. OBJECTIFS
Etudier les diff rents types de compteurs.
Comprendre le principe de fonctionnement de chaque type.
Maitriser les tapes de synth se dun compteur.
2. INTRODUCTION
Dans des nombreuses applications on est amen faire de comptage :
comptage dimpulsions dans un temps donn pour la mesure de fr quence par
exemple. Dans un cas il est n cessaire de compter dans dautre il faut
d compter partir de z ro ou dun autre nombre donn . Un compteur, au sens
large de terme, sera susceptible de fonctionner en compteur proprement dit
(up counter) ou encore en d compteur (down counter) et dans lequel on
pourra introduire un nombre de d part quelconque cest- -dire que lon peut
initialiser ou charger (load).
On peut classer les compteurs selon leur principe comme suit :
Compteurs-d compteurs asynchrones.
Compteurs-d compteurs synchrones.
L l ment de base des compteurs est une bascule entr e dhorloge (bascule
synchrone), soit de type D, T ou JK.
3. COMPTEURS ET DECOMPTEURS ASYNCHRONES :
Le terme asynchrone signifie que les v nements ne poss dent aucune relation
temporelle entre eux. Les bascules formant un compteur asynchrone ne changent
pas d tat en m me temps, car elles ne sont pas reli es au m me signal dhorloge,
le d clanchement p riodique uniquement sur la premi re bascule du compteur. Le
d clanchement des bascules suivantes se fait de proche en proche de sorte que la
sortie Qn ou Qn sera appliqu e lhorloge Hn+1 selon que lon travaille sur front
montant ou front descendant et selon que lon veut obtenir un compteur ou
d compteur.
Ce type de compteur tant g n ralement dune r alisation simple et pr sente
linconv nient de g n rer des al as de fonctionnement (retard de propagation).
BEN AMARA M. & GAALOUL K.
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ISET de Nabeul
Cours de Syst me logique (2)
3.1 Les compteurs asynchrones
20
21
1
1
J0
Q0
H0
K0
Q0
1
1
J1
Q1
H1
K1
Q1
1
1
J2
Q2
H2
K2
Q2
23
22
1
1
J3
Q3
H3
K3
Q3
H
Q0
1
0
Q1
1
0
Q2
1
0
Q3
1
0
t
t
t
t
0000
0
0001
1
0010
2
0011
3
0100
4
0101
5
0110
6
0111
7
1000
8
1001
9
1010
10
1011
11
1100
12
On obtient donc un Compteur asynchrone modulo 16.
On peut r aliser le m me compteur en utilisant des bascules synchronis es
sur front montant dont lhorloge Hi sera reli e la sortie Qi-1.
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Cours de Syst me logique (2)
3.2 Les d compteurs asynchrones
20
21
1
1
J0
Q0
H0
K0
Q0
1
1
J1
Q1
H1
K1
Q1
1
1
J2
Q2
H2
K2
Q2
23
22
1
1
J3
Q3
H3
K3
Q3
H
Q0
1
0
Q1
1
0
Q2
1
0
Q3
1
0
t
t
t
t
0000
0
1111
15
1110
14
1101
13
1100
12
1011
11
1010
10
1001
9
1000
8
0111
7
0110
6
0101
5
0100
4
On obtient donc un D compteur asynchrone modulo 16.
On peut r aliser le m me compteur en utilisant des bascules synchronis es
sur front montant dont lhorloge Hi sera reli e la sortie Qi-1.
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3.3 S quence tronqu e :
Le modulo est le nombre d tat distincts occup s par un compteur avant son
recyclage l tat initial. Le nombre maximal d tats possibles, ou modulo
maximal, dun compteur est gal 2n, ou n repr sente le nombre des bascules
dans le compteur.
On peut construire des compteurs pour obtenir une s quence dont le nombre
d tats est inf rieur au 2n. La s quence est alors appel e une s quence
tronqu e.
Pour obtenir une s quence tronqu e, il faut forcer le recyclage du compteur
avant que ce dernier nait occupe tous les tats. On doit disposer des bascules
munies des entr es de pr disposition remise 0 RA0 (connu aussi RESET).
Exemple dun compteur modulo 10 (compteur d cade)
23
20
1
1
J1
Q1
H1
K1
Q1
C
21
1
1
J2
Q2
H2
K2
Q2
C
22
1
1
J3
Q3
H3
K3
Q3
C
1
1
J0
Q0
H0
K0
Q0
C
3.4 Utilisation dautres bascules :
On peut utiliser dautres types de bascules pour r aliser les compteurs/d compteurs
asynchrones :
3.4.1 Bascule T :
1
T
Q
H
Q
C
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Ce type des bascules changent d tats chaque
impulsion dhorloge, si lentr e T=1 donc on peut
construire des compteurs/d compteurs asynchrones
base des bascules T en utilisant le montage
ci-dessous.
20
21
Qn+1
0
0
1
1
1
0
T
Qn
0
1
22
23
1
T0
Q0
1
T1
Q1
1
T2
Q2
1
T3
Q3
H0
Q0
C
H1
Q1
H2
Q2
H3
Q3
C
C
C
3.4.2 Bascule D :
1
D
Q
Q
H
C
Ce type des bascules changent d tats chaque
impulsion dhorloge. Lenclenchement est r alis si
D=1 et le d clenchement est r alis si lentr e D=0
donc si on relie D Q, on obtient un changement
Publicité
impulsion dhorloge. On peut
d tat chaque
construire des compteurs/d compteurs asynchrones
base des bascules D en utilisant le montage
ci-dessous :
D
Qn
0
1
Qn+1
0
0
0
1
1
1
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22
23
1
D0
Q0
1
D1
Q1
1
D2
Q2
1
D3
Q3
H0
Q0
C
H1
Q1
H2
Q2
H3
Q3
C
C
C
3.5 Compteur int gr 7493 :
Le circuit int gr 74LS93 est un exemple de compteur asynchrone. Il est
constitu dune bascule et dun compteur asynchrone 3 bits. Il comporte des
entr es de remise z ro branch es une porte NAND, d sign es R0(1) et
R0(2). Quand ces deux entr es sont au niveau HAUT, le compteur est initialis
0000.
3.5.1 Diagramme logique :
Clock A
(1)
(12)
Q0
(9)
Q1
(8)
Q2
(11)
Q3
J0
Q0
H0
K0
Q0
J1
Q1
H1
K1
Q1
J2
Q2
H2
K2
Q2
J3
Q3
H3
K3
Q3
RAZ
RAZ
RAZ
RAZ
Clock B
(14)
R0(1)
(2)
(3)
R0(2)
3.5.2 Exemples dutilisation du compteur 74LS93 :
Clock A
Clock B
R0(1)
R0(2)
74LS93
Compteur modulo 16
Clock A
Clock B
R0(1)
R0(2)
74LS93
Compteur d cade
Q0 Q1 Q2 Q3
Q0 Q1 Q2 Q3
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3.6 Retard de propagation :
Les compteurs asynchrones sont souvent appel s compteurs propagation
parce que leffet de limpulsion dhorloge nest dabord ressenti que par la
premi re bascule. Cet effet ne peut atteindre la bascule suivante imm diatement
cause du retard de propagation de la premi re bascule. Cet effet est cumulatif
de telle sorte quune impulsion du signal dhorloge se propage travers le
compteur durant un certain temps avant datteindre la derni re bascule, cause
de retard de propagation.
Le retard de propagation associ aux compteurs asynchrones s est un des
d savantages majeur pour ce type des compteurs car il limite la fr quence
dutilisation. Le retard de propagation pour une bascule est de lordre de 5 ns
cest pour cela quil faut utiliser des fr quences inferieures 200 MHz.
4. COMPTEURS ET DECOMPTEURS SYNCHRONES :
Le terme synchrone fait r f rence des v nements qui poss dent une relation
temporelle fixe lun par rapport lautre. En termes de fonctionnement dun
compteur, le mot synchrone d signe que toutes les bascules du compteur sont
synchronis es sur le m me signal dhorloge. Le probl me de retard de
propagation est ainsi r solu.
Les bascules sont associ es entre elles, de telle mani re pour la bascule du
rang i on applique toutes les sorties des bascules qui la pr c de aux entr es J
et K.
4.1 Les compteurs synchrones
20
21
22
23
1
1
J0
Q0
H0
K0
Q0
J1
Q1
H1
K1
Q1
J2
Q2
H2
K2
Q2
J3
Q3
H3
K3
Q3
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H
Q0
1
0
Q1
1
0
Q2
1
0
Q3
1
0
t
t
t
t
0000
0
0001
1
0010
2
0011
3
0100
4
0101
5
0110
6
0111
7
1000
8
1001
9
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10
1011
11
1100
12
On obtient donc un Compteur synchrone modulo 16.
On peut r aliser le m me compteur en utilisant des bascules synchronis es
sur front montant et les sorties Qi la place de Qi.
4.2 Les d compteurs synchrones
20
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1
1
J0
Q0
H0
K0
Q0
J1
Q1
H1
K1
Q1
J2
Q2
H2
K2
Q2
J3
Q3
H3
K3
Q3
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H
Q0
1
0
Q1
1
0
Q2
1
0
Q3
1
0
t
t
t
t
0000
0
1111
15
1110
14
1101
13
1100
12
1011
11
1010
10
1001
9
1000
8
0111
7
0110
6
0101
5
0100
4
On obtient donc un D compteur synchrone modulo 16.
On peut
synchronis es sur front montant et les sorties Qi la place de Qi.
r aliser le m me d compteur en utilisant des bascules
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Chapitre 4
Cours de Syst me logique (2)
SYNTHESE DES COMPTEURS SYNCHRONES
1. OBJECTIFS.
Comprendre la synth se des compteurs synchrones.
Comprendre la synth se des d compteurs synchrones.
2. INTRODUCTION
A chaque impulsion dhorloge, cette derni re subit une transition. Il existe quatre
transitions possibles qui peuvent tre respect es par une table de transitions ou
par un graphe des tats.
Transition
0
1
2
3
Sorties
Qn
0
0
1
1
Qn+1
0
1
0
1
Description
Notation
Maintien 0
Enclenchement
D clenchement
Maintien 1
m0
e
d
m1
Table des transitions
m0
0
d
e
m1
1
Graphe des tats
Le tableau ci-dessous donne une r capitulation des transitions pour les
diff rentes bascules :
Transition Notation
0
1<...