Electronique numérique et logique LPA-EEA
Examen session de septembre 1999 CORRECTION
I- 1) Etage d'entrée : multi-émetteur de transistor (diodes vues par la cathode). Etage de sortie : montage Totem-pole (transistors reliés à 5V ou à la masse). Selon qu'on est à 1 ou 0 en sortie, c'est l'un ou l'autre des transistors du totem qui débite. Le courant entrant/sortant de la porte précédente doit sortir/entrer dans la porte suivante. La loi de conservation des courants impose une limitation du nombre de portes qu'on peut brancher en sortie d'une autre.
2) Du fait de la structure en entrée (multiples diodes d'émetteur), une entrée en l'air bloque la diode correspondante et est donc équivalente à une entrée à l'état haut.
3) Une bascule D possède une entrée (D) qui détermine l'état futur, après le front d'horloge : la sortie Q recopie D au front de H. Une bascule JK possède deux entrés (J et K) permettant de déterminer l'état futur de sortie, ce qui permet 4 cas possible. En particulier, lorsque J=K=1, on est dans le mode 'toggle' (basculement) où la sortie change d'état à chaque front d'horloge. Pour qu'une bascule D fonctionne dans ce mode, il faut reboucler /Q sur l'entrée D.
4) Un compteur est réalisé à partir de bascules en série (sortie de bascule reliée à l'entrée d'horloge de la suivante). Avec des JK, les bascules sont cablées en mode toggle (J=K=1). Si on désire un compteur, et pour des bascules sur front montant, il faut relier la sortie /Q à l'entrée d'horloge suivante (sinon le compteur décompte). Avec des bascules sur front descendant, il faut relier Q à l'horloge suivante.
II- 1) les circuits PAL avec des registres comportent des bascules D pour la simplicité du cablage (une seule entrée à préparer).
2) Pour compter de 2 à 6, il faut 3 bascules Q3Q2Q1.
3) Le graphe des états doit comporter 5 états a (010), b (011), c(100), d (101), e (110).
4) on porte également les états 000, 001 et 111 en indiquant leur état futur relié à 'a' (010) pour que le système ne soit jamais bloqué.
5) Le tableau des états présents/futur est :
Etat |
Q3Q2Q1 |
D3D2D1 |
a (2) |
010 |
011 |
b (3) |
011 |
100 |
c (4) |
100 |
101 |
d (5) |
101 |
110 |
e (6) |
110 |
010 |
f (7) |
111 |
010 |
g (0) |
000 |
010 |
h (1) |
001 |
010 |
On en déduit les équations des entrées D en fonction des sorties Q :
D1=/Q3Q2/Q1+Q3/Q2/Q1
D2= /Q3Q2/Q1+Q3/Q2Q1+Q3Q2/Q1+Q3Q2Q1+/Q3/Q2/Q1+/Q3/Q2Q1
D3=/Q3Q2Q1+ Q3/Q2/Q1+ Q3/Q2Q1
III-
On a donc X„Y=X/Y+XY+/X/Y=X/Y+XY)+/X/Y+ X/Y (en répétant X/Y), ce qui donne finalement X„Y=X+/Y.
IV-