Cours-Seq-Bascules.i1351.v101

Cdie-Gauste

Description

COURSLogique séquentielle – Les basculesSect° 1351 Page 1 / 41. Présentation2. Description du fonctionnement desLes circuits logiques séquentiels, à l'inverse desbasculescircuits combinatoires, sont des circuits dont la réactionou l'état dépend des entrées mais aussi des événements La réaction des circuits séquentiels est décrite,précédemment apparus dans le temps. Ces circuits sont comme les circuits combinatoires, par une table dedonc dotés de dispositifs de mémorisation d'états vérité (on trouvera plus loin aussi une table deslogiques. transitions). La différence réside par le fait que laréaction des sorties tient compte de l'état de ces sortiesQ = f( Entrées, Q )n n-1Etats avant l'événement apparu sur les entrées. Le nom desSortiesmémorisés sorties (Q,Q) est donc associé à un indice (n) quipermet de placer l'état des sorties dans le temps:Fonctions Dispositifs delogiques mémorisation • un indice n représente l'état présent de la sortie,combinatoires (bascules)l'événement relatif au entrées ayant déjà eu lieu;• un indice n-1 représente l'état de la sortie avantl'occurrence de ce même événement.EntréesLe circuit de mémorisation le plus répandu est labascule ou montage bistable. Elle possède plusieursentrées qui déterminent le passage de la bascule d'unétat à l'autre (basculement), et dans la plupart des cas 2sorties:• une sortie normale notée Q,• une sortie inversée notée Q.Les sorties d'un circuit séquentiel complet peuventêtre générées ...

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Logique séquentielle – Les bascules

1. Présentation Les circuitslogiques séquentiels, à l'inverse des circuits combinatoires, sont des circuits dont la réaction ou l'état dépend des entrées maisaussi des événements précédemment apparus dans le temps. Ces circuits sont donc dotés dedispositifs de mémorisation d'états logiques.

Q n = f( Entrées, Q n-1 ) Sorties

Fonctions logiques combinatoires

Etats mémorisés

Dispositifs de mémorisation (bascules)

Entrées Le circuit de mémorisation le plus répandu est la bascule oumontage bistable. Elle possède plusieurs entrées qui déterminent le passage de la bascule d'un état à l'autre (basculement), et dans la plupart des cas 2 sorties: ·une sortie normale notéeQ, ·une sortie inversée notéeQ.

Les sorties d'un circuit séquentiel complet peuvent être générées: ·directement par l'état des éléments mémorisés, ·par une fonction logique (combinatoire) de ces états.

C OURS 1 Sect°1351Page /4

2. Descriptiondu fonctionnement des bascules La réaction des circuits séquentiels est décrite, comme les circuits combinatoires, par unetable de vérité (ontrouvera plus loin aussi une table des transitions). La différence réside par le fait que la réaction des sorties tient compte de l'état de ces sorties avant l'événement apparu sur les entrées. Le nom des sorties(Q,Q) estdonc associé à unindice (n) qui permet de placer l'état des sorties dans le temps: ·un indicen représentel'état présent dela sortie, l'événement relatif au entrées ayant déjà eu lieu; ·un indicen-1 représentel'étatla sortie deavant l'occurrence de ce même événement.

C OURS -S EQ -B ASCULE S . I 1351. V 101. DOC - 26 OCT .04- R É V . 3

C OURS Logique séquentielle – Les bascules 2 Sect°1351Page /4 3. Basculesasynchrones 4.Bascules synchrones Les basculesasynchrones peuvent changer d'étatDans un système synchrone, le moment exact ou la à tout momentsortie change d'état est commandé par un signal, quand une entrée de commande change d'état. Un système asynchrone est assez difficilesupplémentaire sur ses circuits: lesignal d'horloge. Ce à concevoir et à dépanner, c'est pourquoi les basculessignal est généralement un signal carré, et est asynchrones sont utilisées dans des systèmes simpleshabituellement distribué à tous les étages du système, ou dans des applications particulières (ex.: circuit anti-de sorte que la plupart des sorties changent d'état rebonds). Dans l'étude de ces circuits, on considère queseulement quand le signal d'horloge effectue une deux entrées indépendantes ne peuvent jamais changertransition. d'état en même temps.Ces transitions, appeléesfronts, sont identifiées sur un chronogramme au moyen d'une flèche dans le sens 3.1. BasculeR-S de variation du signal: Symbolisations · :lefront montantou transition positive caractérise un signal passant de 0 à 1; S QS ·le :front descendantou transition négative R QR caractérise un signal passant de 1 à 0. La bascule met à jour ses sorties en prenant en Table de vérité compte l’état des entrées de contrôle présentjuste avant Q n Q le front d’horloge. S R n S =Mise à 10 0 R =Mise à 00 1 1 0 1 1

Applications des bascules asynchrones ·Montage anti-rebonds ·Logique séquentielle : mémorisation d’événements asynchrones

S

R

Q

Q

Chronogrammes de fonctionnement d’une bascule asynchrone RS

t

t

t

t

C OURS Logique séquentielle – Les bascules ect°1351Page 3 S /4 4.1. BasculeJ-K 4.1.1. Tabledes transitions Elle définit les niveaux logiques à appliquer sur les Symbolisations entrées de contrôles J et K, afin de passer d’un état Q n-1 à un état Q n après le front actif d’horloge. Elle se déduit de la table de vérité de la bascule JK. J Q1J Elle est utilisée pour la synthèse des circuits logiques CLK C1synchrones. (cf. Fiche méthode : Q K 1K « Synthèse d’une séquence numérique synchrone ») C1: Q Q 1J 1K n%1n Table de vérité 0 0 C1 1J 1K Q n J =Mise à 1 0 ´ ´ 0 1 K =Mise à 0 1 ´ ´ ´ ´ 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 4.2. Entréesasynchrones sur bascules synchrones Applications des bascules synchrones JK Les entrées principales des bascules synchrones J-K ·Synthèse de séquences synchrones et D sont dites synchrones car elles n'ont d'effet sur les (suites d’états ou d’événements cadencés) sorties que sur un front actif du signal d'horloge. La majeure partie des bascules synchrones possèdent, en plus, des entrées asynchrones qui agissent indépendamment des entrées synchrones et du signal d'horloge. On a recours à de telles entrées pour forcer à tout instant laMise à 1ou laRemise à 0de la bascule, quelles que soient les conditions d'entrées synchrones. Ces entrées sont parfois ditesprioritaires.

1K

1J

C1

Q

Chronogrammes de fonctionnement

t

t

t

t

C OURS Logique séquentielle – Les bascules 4 Sect°1351Page4 / 4.3. BasculeD synchrone (D-Flip-Flop)4.4. BasculeD transparente (D-Latch) Symbolisations Symbolisations

D Q1D CLK Q C1 Horloge active surFRONT

Table de vérité D = C1 1D Q n 0 ´ 1 ´ ´ 0 1

Applications des bascules synchrones D flip-flop ·Mémorisation et verrouillage de données numériques

1D

C1

Q

1D

C1

Q

D Q1D CLK Q C1 Horloge active surNIVEAU

Table de vérité C1 1D Q n 1 0 1 1 ´ 0 ´

Chronogrammes de fonctionnement Bascules D-Flip-Flop

Chronogrammes de fonctionnement Bascule D-Latch

t

t

t

t

t

t