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Pages: 28 (6996 mots) Publié le: 18 mars 2013
Circuits séquentiels élémentaires

Chapitre 8

Circuits séquentiels élémentaires

Dans un circuit combinatoire, les valeurs des sorties à un instant donné sont directement imposées par celles des entrées. Ce type de circuits ne permet en fait de traiter qu’une classe restreinte de problèmes ne nécessitant pas de besoin de mémorisation. Les circuits séquentiels ont quant à eux la capacitéde mémoriser des informations et par conséquent de traiter des séquences de données. L’étude des circuits séquentiels élémentaires (bascules, registres, mémoires, compteurs) fera l’objet de ce chapitre. 8.1. Bascules 8.1.1. Notions de cicuit séquentiel et de point mémoire A l’inverse des circuits combinatoires, l’apparition d’un même vecteurs d’entrée sur un circuit séquentiel n’entraîne pasnécessairement des valeurs identiques sur les sorties. A titre d’exemple, considérons le circuit présenté sur la figure 8.1. Les combinaisons (01, 00) et (11, 00) appliquées sur les entrées conduisent à une valeur de sortie différente sur la sortie et ceci, malgré le fait que le dernier vecteur soit identique (00).
e1 e2 y S e1 0 0 1 1 e2 0 1 0 1 S S 0 S 1

Figure 8.1. Circuit séquentiel

Demanière générale, les circuits séquentiels font apparaître des boucles de rétroaction qui permettent de mémoriser des informations relatives aux stimuli antérieurs appliqués sur le circuit. La sortie d’un circuit séquentiel est ainsi fonction de variables internes (y) également appelées variables d’état. Un système séquentiel peut être synchrone ou asynchrone selon qu’il est commandée ou pas par unsignal d’horloge. En d’autre terme, un système séquentiel est asynchrone si à partir de l’instant ou on applique un vecteur d’entrée, son évolution est incontrôlable de l’extérieur. Il est synchrone si son évolution est contrôlable de l’extérieur par un signal d’horloge. Les bascules sont les circuits séquentiels élémentaires permettant de mémoriser une information binaire (bit) sur leur sortie.Elles constituent le point mémoire élémentaire. Elles peuvent être synchrones ou asynchrones mais toutes ont au minimum trois modes de fonctionnement (et par conséquent au moins 2 commandes):

1

Circuits séquentiels élémentaires

positionnement de la sortie à 0, positionnement de la sortie à 1 et mémorisation de l’information portée par la sortie. 8.1.2. Bascule RS La bascule RS est ledispositif de mémorisation élémentaire. Cette bascule est asynchrone. Toutes les bascules, y compris les bascules synchrones, ne sont en fait que des évolutions de cette bascule. La bascule RS est un dispositif à deux entrées R (pour Reset) et S (pour Set) et une sortie Q présentant la propriété suivante : - lorsque S et R sont à 0, Q conserve sa valeur (Etat mémoire) - une apparition (même fugitive)de S entraîne durablement Q=1 - une apparition (même fugitive) de R entraîne durablement Q=0 Appelons Qn, la sortie à l’instant n et Qn+1 la sortie à l’instant n+1. Nous pouvons dresser la table de vérité et la table de Karnaugh définissant Qn+1.
Q

Qn S 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

R 0 1 0 1 0 1 0 1

Qn+1 0 0 1 X 1 0 1 X

SR Q 0 1 00 0 1 01 0 0 11 x x Qn+1 10 1 1

R S

Figure8.2. Définition de Qn+1

On s’aperçoit que l’énoncé du problème est incomplet : les combinaisons telles que SR=11 (3 et 7) ne sont pas définies. Elles correspondent à des ordres d’enclenchement (SET) et de déclenchement (RESET) simultanés. En laissant le problème incomplètement spécifié, on peut obtenir plusieurs équations de la bascule. Qn+1 = S.R' + Qn.R' = (S + Qn) R'= ((S + Qn)' + R)' (1) (2)Qn+1 = S + Qn.R' = (S' . (Qn.R)')' Les schémas correspondant à ces équations sont donnés sur la Figure 8.3.

S (Q')

S

S' Q

R (1)

Q

R

R' (2)

(Q')

Figure 8.3. Bascules RS

Dans le cas (1) les valeurs indéterminées sont affectées à 0. La bascule est dite à déclenchement prioritaire. Dans le cas (2) les valeurs indéterminées sont affectées à 1. La bascule est dite à...
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