Logique séquentielle/Implantation matérielle avec bascules D et bascules JK

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Implantation matérielle avec bascules D et bascules JK
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Chapitre no3
Leçon : Logique séquentielle
Chap. préc. : Diagrammes d'évolution équations de récurrence
Chap. suiv. : Implantation en D et JK
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Logique séquentielle/Implantation matérielle avec bascules D et bascules JK
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Réaliser un schéma séquentiel à partir d'un diagramme d'évolution consiste toujours à trouver une partie combinatoire. Les raisonnements seront séquentiels, mais les méthodes employées viennent du combinatoire : tables de vérité et tableaux de Karnaugh. On a appris au chapitre précédent comment obtenir des équations de récurrences à partir des diagrammes d'évolution, dans ce chapitre nous allons présenter une étape supplémentaire : comment matérialiser des équations de récurrences ?

Implantations à l'aide de bascules D[modifier | modifier le wikicode]

Si l'on connaît les équations de récurrence, il est facile d'obtenir un schéma à l'aide de bascules D. Il suffit d'implanter ces équations de récurrence. Si on ne les connaît pas il suffit de les chercher. On présente d'abord ce que l'on cherche à réaliser : une partie combinatoire à la place du point d'interrogation :

Le travail que l'on cherche à réaliser



Et encore une fois, ce qui est important à comprendre, est le rôle de ce circuit combinatoire : calculer l'état futur à partir de l'état présent. On a évidemment utilisé le mot calculer dans un sens très large ici : il s'agit d'un calcul combinatoire, pas algébrique !


Début d'un principe
Fin du principe


Ce principe doit devenir clair dans votre esprit si vous voulez comprendre. Nous savons par expérience que cela peut mettre plusieurs semaines à des étudiants (et à vous cher lecteur) pour cheminer dans vos têtes et y trouver une bonne place au chaud où personne ne viendra l'y déloger. Cette phrase est peut être un peu trop philosophique mais il faut bien se lâcher un peu, et en plus n'est pas cela l'apprentissage ?

Exemple[modifier | modifier le wikicode]

On cherche à implanter l'exemple du compteur du chapitre précédent. On a trouvé comme équations de récurrence :

Schéma complet d'implantation

Q1 = q1 \oplus q0

Q0 = \overline{q0}

Et voici le schéma correspondant.

Remarquez comment on a utilisé le complément de Q0 en allant le chercher directement sur une sortie de bascule D. On rappelle que ce complément existe toujours en sortie d'une bascule D ou JK. Vous retrouvez donc bien vos deux équations dans votre schéma.

Exercice 1[modifier | modifier le wikicode]

Réaliser un compteur modulo 8 (qui compte de 0 à 7) à l'aide de 3 bascules.

Implantation à l'aide de bascules JK[modifier | modifier le wikicode]

Il faut utiliser le diagramme d'évolution de la bascule JK pour trouver les équations de récurrences sur J et sur K. Il y en a deux fois plus qu'avec des bascules D mais elles sont plus simples (pas à trouver mais à écrire).

Notre problème est encore une fois de trouver la partie combinatoire ci-dessous :

Comment remplir ce rectangle combinatoire ?

La méthode est présentée à l'aide d'une figure sur laquelle il faut passer un peu de temps pour bien la comprendre :

Td3bfig3.png

Nous avons voulu mettre tellement d'informations dans ce dessin qu'on a perdu en clarté et cela nécessite quelques explications que voici :

  • Il y a 4 tableaux de Karnaugh parce qu'il y a 4 sorties à réaliser J1, K1, J0 et K0 (regardez la figure de principe ci-dessus et particulièrement le rectangle à construire).
  • Lorsqu'on raisonne sur une transition donnée l'état de départ (état présent) détermine complètement la place dans les tableaux de Karnaug à remplir (flèches rouges)
  • la connaissance de l'état présent et de l'état futur permet à l'aide du diagramme d'évolution de la bascule JK (voir TD précédent rappelé ci-dessous) quelles sont les valeurs à positionner pour J et K des deux bascules. On en déduit ce qu'il faut mettre dans le tableau de Karnaugh.

Td1bfig4.png

Exercice 2[modifier | modifier le wikicode]

Réaliser la synthèse d'un diviseur de fréquence par trois à JK et à D.

Exercice 3[modifier | modifier le wikicode]

Réaliser un compteur modulo 9 avec trois bascules JK

Exercice 4[modifier | modifier le wikicode]

Réaliser un générateur de signaux carrés déphasés de 90°.


Logique séquentielle
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