TD d'Architecture : Logique séquentielle

Attention :

I Bascule JK

1. Montrer qu'une Remise à Un (RAU : Cr=1 et Pr=0) de la bascule J-K ne peut se faire correctement que si

__   ___  
K + Clk =1

2. Montrer qu'une Remise à Zéro (RAZ : Cr=0 et Pr=1) de la bascule J-K ne peut se faire correctement que si

    ___  
K + Clk =1

3. Qu'en concluez vous sur l'usage des entrées asynchrones ?

Solution

II Bascule JK maître-esclave

  _  
Nous considérons une bascule J-K maître-esclave dans l'état initial Q=0 et Q =1

1. Que devient QM lorsque Clk=1, J=0, K étant dans un état quelconque ?

2. Que devient QM si J passe dans l'état 1 ?

3. Que devient QM si J revient dans l'état 0 ? Qu'en concluez vous ?

Solution

III Bascule JK maître-esclave

La figure suivante donne le chronogramme des signaux appliqués aux entrées J, K et Clk d'une bascule J-K maître-esclave. En supposant que la bascule est dans l'état Q=0 avant l'arrivée du premier signal d'horloge, tracer le chronogramme des sorties Q et [Q] (les entrées asynchrones sont dans l'état Pr = Cr = 1).

Solution

IV Bascules

1. Vérifier qu'une bascule R-S-T est convertie en bascule de type T si S est connectée à [Q] et R à Q

2. Vérifier qu'une bascule de type D devient une bascule de type T si D est connectée à [Q]

Solution

V Réalisation d'une bascule

Montrer comment réaliser une bascule A-B dont la table de vérité est donnée ci-dessous, en utilisant une bascule J-K et toute la logique nécessaire

Solution

VI Registre prioritaire cascadable

Le schéma suivant représente un registre prioritaire cascadable de 4 bits :

1. Posons : P0 = 0, D0 = D1 = D3 = 0 et D2 = 1. Vérifier que Y2 = 1 et que toutes les autres sorties sont à 0.

2. Posons : P0 = 0, D0 = D1 = 0 et D2 = D3 = 1. Vérifier que Y2 = 1 et que toutes les autres sorties sont à 0.

3. Généraliser les résultats précédents en montrant qu'une seule ligne de sortie Yi peut être dans l'état 1, celle ci corespondant à l'entrée Di de plus bas poids dans l'état 1.

4. Comment cascader deux circuits de ce type pour obtenir un registre prioritaire de 8 bits ?

Solution

VII Etude d'un compteur

Soit le compteur correspondant au diagramme logique suivant :

1. Ecrire la table de vérité des sorties Q0, Q1, Q2 et Q3, en partant de 0000 après chaque impulsion d'horloge. Quand aucune connexion n'est visible, il faut comprendre que l'entrée correspondante est toujours dans l'état 1. Vérifier qu'il s'agit d'un compteur modulo 10.

2. Comment peut-on utiliser ce système en compteur modulo 5 ?

Solution

VIII Etude d'un compteur asynchrone

Soit le compteur asynchrone correspondant au diagramme logique suivant :

1. Ecrire la table de vérité des sorties Q0, Q1, Q2 et Q3, en partant de 0000 après chaque impulsion d'horloge. Quand aucune connexion n'est visible, il faut comprendre que l'entrée correspondante est toujours dans l'état 1. Vérifier qu'il s'agit d'un compteur modulo 10.

2. Ce compteur est dit “biquinaire” (deux fois cinq) car la sortie Q0 ne change d'état que toutes les 5 impulsions. Votre table de vérité doit vérifier cette dénomination.

Solution

IX Etude d'un compteur synchrone

Soit le compteur synchrone correspondant au diagramme logique suivant :

1. Ecrire la table de vérité des sorties Q0, Q1 et Q2 en partant de 000 à chaque impulsion de l'horloge.

2. A quoi correspond ce compteur ?

Solution

X Etude d'un compteur asynchrone

Soit le compteur asynchrone correspondant au diagramme logique suivant :

1. Ecrire, en la justifiant, la table de vérité des sorties Q0, Q1, Q2 et Q3 en partant de 0000 après chaque top d'horloge. De quel type de compteur s'agit-il ?

2. Comment peut-on utiliser ce système en compteur modulo 6 ?

Solution

XI Etude d'un compteur

Soit le compteur réalisé avec des bascules T de type maître-esclave correspondant au diagramme logique suivant ;

1. Pour chacune des bascules, exprimer l'état des entrées asynchrones Pri et Cri en fonction des entrées LOAD et Ei

Compléter la table de vérité suivante :

1. Quelle est la fonctionnalité associée à l'entrée LOAD ? Dans quel état doit-elle être en fonctionnement normal du compteur ?

2. Donner l'expression logique de l'entrée Ti de chacune de ces bascules

3. Quel est l'état de chacune de ces entrées Ti lorsque l'entrée ENABLE du compteur est dans l'état "1" ? Que peut-on en conclure sur la fonctionnalité de cette entrée ENABLE ? Dans quel état doit-elle être en fonctionnement normal du compteur ?

4. En mode de fonctionnement normal, sur quelles transitions du signal d'horloge H se font les changements d'état du compteur ?

5. Lorsque l'entrée U/D est dans l'état “1”, donner la table des transitions du compteur en supposant chaque bascule initialement dans l'état “0”. De quel type de compteur s'agit-il ?

6. Même question quand l'entrée U/D est dans l'état “0”. En déduire la fonctionnalité de l'entrée U/D.

7. Donner l'expression logique de la sortie MaxMin. Pour quelles valeurs du compteur cette sortie est-elle dans l'état “1” ? En déduire son intérêt.

Solution