Bascules. Fonctions logiques séquentielles élémentaires

1.1 - Opérations de l’algèbre de Boole. Propriétés

Figure 3 - Diagramme de Venn Tableau 1 Tableau 2
1.2 - Réalisation des fonctions logiques de base

Tableau 4 Tableau 5
1.3 - Technologies de fabrication des circuits logiques électroniques

Tableau 6

2 - Bascules. Fonctions logiques séquentielles élémentaires

2.1 - Bascule RS

Figure 9 - Bascule RST Tableau 7
2.2 - Bascule maître-esclave
2.3 - Bascule JK maître-esclave

Figure 13 - Bascule JK maître-esclave
2.4 - Bascule D

Figure 14 - Bascule D

3 - Compteurs électroniques

3.1 - Généralités
3.2 - Compteur synchrone
3.3 - Compteur asynchrone

Figure 23 - Décade asynchrone
3.4 - Compteurs réversibles

4 - Exemples de fonctions réalisées par les compteurs

Présentation

Auteur(s)

Jean-Paul DUBUS : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Docteur ès Sciences Physiques, Spécialité Électronique - Professeur à l’Université des Sciences et Technologies de Lille

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INTRODUCTION

Le comptage n’est pas, à proprement parler, une opération de mesure mais plutôt une opération de contrôle. Il est à considérer néanmoins comme un problème connexe des mesures, problème d’une part très ancien, avec les compteurs volumétriques de fluides, les compteurs-intégrateurs d’énergie ou autre et les compte-tours en vue d’une détermination de vitesse ou de distance, mais aussi problème plus récent, comportant, pour les comptages les plus divers, les processeurs modernes auxquels il est fait appel de plus en plus pour l’exploitation et le traitement des résultats de mesure. On peut schématiser la structure d’une voie de mesure comme représenté sur la figure.

Dans l’appareillage de mesure, le comptage est largement utilisé soit sous forme intégrée au capteur, soit dans les étages de traitement du signal, qui constituent aujourd’hui la plus vaste tâche dans l’instrumentation de mesure, soit dans les étages de sortie pour contrôler la visualisation ou les organes de commande.

Les réalisations des compteurs sont différentes suivant la technologie mise en œuvre ; le comptage peut exploiter les principes de divers domaines scientifiques et techniques (mécanique, électromagnétique, physico-chimique, électronique).

Les capteurs modernes transforment les grandeurs physiques en grandeurs électriques analogiques ou numériques et, pour des raisons de commodité, les signaux délivrés sont traités à l’aide des techniques de l’électronique numérique où la fonction comptage est largement utilisée quel que soit le niveau du traitement de la mesure (capteurs, étages de traitement, étages de contrôle).

La fonction de l’électronique la plus fiable, la plus stable et la plus simple à réaliser est celle qui agit en ne prenant que deux états stables, auxquels on affecte les valeurs 0 et 1.

La maîtrise des technologies de l’intégration des composants électroniques solides et les progrès réalisés en matière de traitement numérique du signal ont conduit à l’état actuel de l’utilisation et de la présentation des composants compteurs dans les chaînes de mesure.

Nota :

l’article « Fonction comptage des appareils » fait l’objet de plusieurs fascicules :

[R 510] Bascules et compteurs ;
Fonction comptage des appareils- Codage Codage ;
Fonction comptage des appareils- Logiques câblées et programmées Logiques câblées et programmées.

Les sujets ne sont pas indépendants les uns des autres.

Le lecteur devra assez souvent se reporter aux autres fascicules.

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Version archivée 1 de juil. 1985 par Jean-Paul DUBUS

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-r510

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Compteurs électroniques

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2. Bascules. Fonctions logiques séquentielles élémentaires

Les éléments fondamentaux de la fonction comptage sont les bascules qui réalisent les fonctions mémoire et division de fréquence par deux. Ces bascules ont deux états stables et leur sortie passe d’un état à l’autre après chaque sollicitation appliquée à l’entrée.

Le lecteur se reportera dans la rubrique Microélectronique aux différents articles sur les Circuits intégrés.

2.1 Bascule RS

Le schéma de principe de la bascule RS est donné figure 8. Le fonctionnement est le suivant :
- si R = S = 1, le cas est inutilisable ;
- si R = S = 0, alors :
Un tel circuit est dans un état stable et a un fonctionnement intéressant si les sorties Q₁ et Q₂ ont des états complémentaires. Pour ce circuit, comme pour toutes les bascules, le fonctionnement suppose donc toujours que les sorties Q₁ et Q₂ sont en des états complémentaires, soit :

Il en résulte que, par convention, l’état de la bascule est désigné comme celui de la sortie Q.

Si R = S = 0, la bascule conserve son état ancien.

Si R = 1, S = 0, la bascule passe à 0, quel que soit son état ancien.

Si R = 0, S = 1, la bascule passe à 1, quel que soit son état ancien.

La bascule RS élémentaire est complétée par deux portes NON-ET pour faire intervenir une entrée T de validation de l’état préconditionné des entrées R, S : on l’appelle alors bascule RST (figure 9).

Le fonctionnement de la bascule (table de vérité, figure 9c ) est tel que lorsque T = 0,...