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Synthèse de Compteur 2 bits Cycle voulu : Q1Q0 = 00 ? 01 ? 11 ? 10 ? 00 ? … Rappel : Table de transitions d'une bascule JK : Transition Qn-1 ? Qn. J K. 0
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2ème partie : Electronique numérique Les bascules et verrous logiques ont la propriété de mémoriser ... Exercice : compléter le chronogramme (fig. 12).
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TDENSL12018-20172DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD1FonctionslogiquesExercice1:SimplificationsSimplifieraumaximumlesexpressionslogiquessuivantes:1. .+.2. +.+3. +.4. .+5. +.+....+6. .++++7. ⨁.+.8. +.+.Exercice2:Donnerlafonctionlogiquecorrespondantaucircuitdelafigure1.Exercice3:CircuitsCMOS1) Quelleestlafonctionlogiquecorrespondantàlafigure2.(portelogiquecomplexeentechnologieCMOS)?absFigure1
TDENSL12018-20173DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoise2) DonnerleschémaavecportecomplexeCMOSpourimplanterlafonctions=x.y+zySxzzxyFigure2:PorteCMOScomplexe
TDENSL12018-20174DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD2SimplificationdesfonctionsExercice1:Ecrirel'expression⨁aveclesopérateursou,et,non.Exercice2:1) Convertirl'expression+enuneso mmedeprod uit(sdp)deforme standard.2) Convertirl'expression+.+enunproduitdesommes(pds)standard.3) Convertirl'expression++ enunpdsstandard.4) Convertirl'expression+..++enunesdpstandard.Exercice3:1) Créerunetabledevéritépourlasdpstandard:+2) Créerunetabledevéritédupdssuivant:++.++.++Exercice4:DresserletableaudeKarnaughdessdpsuivantes:1) +2) +++++Exercice5:UtiliseruntableaudeKarnaughpourminimiserlesexpressionssuivantes:1) + +2) ++ +3) .+.+.+.+.4) .++5) ++. +6) +++.+++.+++7) +.+.++.+++
TDENSL12018-20175DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD3ConceptiondecircuitsExercice1:Développezuncircuitlogiquemunide4variablesd'entréequidonneraunesortieégaleà'1'sietseulementsilorsqueuniquement3variablesd'entréesontégalesà'1'.Exercice2:Soitun nombreb inairesur4bits= !!!!codéenBCD. Concevoiruncircu itlogiquequidonneunes ortiehautequan dlenombrebinair eestsupéri eurà0010etinférieurà1010.Exercice3:Onchercheàconcevoirundécodeurpourpiloterunafficheur7segments.Lalogiquededécodagerequiert4entréesBCDet7sorties,soitunepourchaquesegmentdel'afficheur,commel'illustrelafigure3. Latabledevéritéci-aprèscontientenréalité7tablesdevérité;nouspourrionsladiviseretobtenirlatabledechaquesegment.Un'1'placédansunecolonnedesortiedessegmentsdelatableindiqueunsegmentenétatdemarché(allumé).DécodeuràréaliserabcdefgE0E1E2E3EntréesducodeBCDFigure3
TDENSL12018-20177DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD4FonctionscombinatoiresExercice1:1) Trouverleséquationslogiquesrégissantlefonctionnementdudécodeurà3entrées(1parmi8)dontlatabledevéritéestrésuméedanslafigure4.INPUTSOUTPUTS12E3A0A1A201234567HXXLLLLLLLLXHXLLLLLLLLXXLHHHHHHHHXXXLHLHLHLHXXXLLHHLLHHXXXLLLLHHHHHHHLHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHHLHHHHHHHHHHHLH=HighvoltageLevel;L=LowvoltageLevel;X=Don'tcare2) Donnerlastructurelogiqued'unteldécodeurExercice2:Apartirdudécodeurconçuàl'exercice1,concevoirundécodeur1parmi32.Exercice3:Quelleestlastructurelogiqueducodeurdontlatabledevéritéestfourniedansletableauci-dessous:ChiffredécimalA3A2A1A001234567890000000011000011110000110011000101010101Figure4:tabledevéritéd'undécodeur
TDENSL12018-20178DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseExercice4:Danslecasd' unencod eurprior itaire,siplusi eurslignesd'entréesontacti vessimultanément,lerésultatcorrespondantàuneseuleparmicelles-ciestaffichéensortie.Larèglepeutêtre,parexemple,demettreensortielecodecorrespondantaulinged'entréed'indiceleplusélevé.Parexemple,siA7etA8sontdansl'état1,l'encodeurprioritairedonneensortielecodecorrespondantàA8.1) Entenantco mptedesinf ormationsprécédentes ,compléter latabledevéritésuivantecorrespondantàunencodeurdeprioritédécimal:A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9Y3Y2Y1Y0010000012) DonnerleséquationslogiquesexprimantlesYienfonctiondesvariablesd'entrée.Exercice5:Concevoiruntranscodeur4bitstraduisantuneentréecodéeenbinaireversunesortieexpriméeàl'aideducodeGray(tabledevéritéci-dessous).CodebinaireCodeGray00000000000100010010001100110010010001100101011101100101011101001000110010011101101011111011111011001010110110111110100111111000
TDENSL12018-20179DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD5LesmultiplexeursExercice1:Lesmultiplexeurs1) Trouverleséquationslog iquesrégiss antlefonctionnementdumu ltiplexeurà4entréesplusuneentréedevalidationactiveauniveaubas:.Combienfautild'entréesdesélection?2) Mêmequestionqueprécédemmentmaispourunmultiplexeurà8entréesplusuneentréedevalidationsupplémentaire.Exercice2:Al'aidedemultiplexeurs8entréesdéfinisdansl'exercice1),concevoirunmultiplexeurà16entrées.Exercice3:1) Créeruncircuitp ourmettre enoeuvrelafonctionl ogiquespécifi éeautableausuivantenutilisantunmultiplexeurà8entrées.A2A1A0Y00001111001100110101010101010110Exercice4:LesdémultiplexeursDéterminerlecircuitlogiquepermettantderéaliserundémultiplexeuràuneentréeet4sorties.
TDENSL12018-201710DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD6ReprésentationdesnombresExercice1:Convertirlesnombresbinairessuivantsendécimal,octal,hexadécimal:001100110000101011011101011111111Exercice2:Convertirlesnombresdécimauxsuivantenbinaire,octalethexadécimal.1425.22532.625Exercice3:Déterminerl'équivalentbinaireetdécimaldesnombreshexadécimauxsuivants:1) 10A42) F8E3) 1742Exercice4:Déterminerlavaleurdécimaledesnombresbinairessuivantsexprimésselonlanotationsignegrandeur.a) 10010101b) 01110111c) 11011101Exercice5:Déterminezlavaleurdécimaled esnom bresbinairesnégatifssuivantsexprimésselo nlanotationencomplémentàun.a) 00010111b) 11101000c) 0101010d) 11111111Exercice6:Déterminerlavaleurdécimaledes nombr esbinairesnégatifssuivantsexpriméssel onlanotationencomplémentàdeux.
TDENSL12018-201711DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoisea) 01010110b) 10101010c) 00001111d) 10000001Exercice7:Convertissezlesnombressuivantsennotationcomplémentà2(sur16bits):a) 145b) -153c) -49d) 225Exercice8:Effectuezlesopérationssuivantesavecdesnombresentierssignésencomplémentà2:1) 011+0112) 100+0113) 110+1004) 111-0105) 011-1016) 100-111
TDENSL12018-201712DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD7CircuitsarithmétiquesExercice1:Ecrireleséquationslogiquesducomparateurà1bitdontondonnelatabledevéritédansletableausuivant:ABS1S2S300011011001010010100Comparateur1bitExercice2:Pourcomparerde smotsbinairesdeplusie ursbits,il fautdisposer d'uncomparateurcascadable.Pourcela,onajoute3entréesE1,E2,E3,destinéesàrecueillirlesinformationsdesortieS1,S2,S3,provenantdelacomparaisondesbitsdeplusfaiblepoids.1) Déterminerleséquationslogiquesducomparateurà1bitcascadableencomplétantlatabledevéritédonnéedansletableausuivant:ABE1E2E3S1S2S30110A=BA=BA=BA=BA=BXX0X101XX01000XX1X001Comparateurcascadable2) Décrireschématiquementl'architectured'uncomparateur 3bitsàpartirdecomparateur1bit.Exercice3:Montrercommentpeutontransformeruncomparateurcascadable 1biten uncomparateurs3bitsavecleminimumdesporteslogiquesenplus.
TDENSL12018-201713DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseExercice4:Onsouhaiteafficherlerésultatdelacomparaisonsurunafficheur7segmentsàcathodecommune.Etudierlecircuitquipermetd'écrireS(supérieur)siA>B,E(égal)siA=BetI(inférieur)siA TDENSL12018-201714DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD8LesbasculesExercice1:Déterminerlaformed'ondedessortiesetd'unbistableRSavecdesniveauxvalidesàl'étatHAUT.Exercice2:Onsouhaiteconcevoirunebasculenommée"clockedRSNANDLatch»(verrouRSenNANDsynchronisésurhorloge)possédanten plusdese ntréesRetSuneentréeCser vantd'autorisationàniveauHAUT.D'autrepart, la fonctiondesortie delabasculees tdirectementsynthétiséeàl'aidedeportesNANDà2entrées.Donnerleschémadecettebascule.Exercice3:Déterminerlaformed'ondedel asortie silesen tréesillustr éesce-dessoussontappliquéesàunbistableRSàentréedevalidationetsisonétatinitialest0.SRSRval TDENSL12018-201717DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseExercice4:Donnerlaséquenced'évolutiond'ungénérateurpseudo-aléatoireà4basculesD.Exercice5àmodifier:Déterminerlesétatsduregistrebidirectionnelde8bitsdelafigureci-dessousaprèschaqueimpulsiondesignald'horlogeenréponseàlaformed'ondedecommandeDROITE/GAUCHEillustrée.UnniveauHAUTsurcetteentréevalideundécalageversladroite,alorsqu'unniveauBASvalideundécalageverslagauche.Présumezqu'audépartleregistrestockelavaleurbinairedunombredécimal76.Lapositiondedroitereprésentelechiffredepoidsleplusfaible.UnniveauBASestprésentsurlaligned'entréedesdonnées.Exercice6:Concevoirundigicodeà4chiffresglissants.Cecircuitgèrenumériquementuneserrureenrespectantleprincipedefonctionnementsuivant:L'utilisateurdisposed'unclaviersurlequelilpeutsaisirunchiffrehexadécimal(0àF).Laserrurenes'ouvrequ'àpartirdumomentoùl'utilisateuratapé,dansl'ordre,les5chiffrescorrectsducode.Encasd'erreurdefrappe,l'utilisateurpeutdirectementrecommencerunenouvellesaisieducode,àlasuitedeschiffresdéjàsaisis.L'interfaceestdoncminimale:l'en tréeducircuitestlecod eenprov enanceduclavier(clavier[3:0])combinéave cl'informationqu'unnouv eauchiffrevientd'êtr esaisi(CHIFFRE_OK)etlasortieestlacommanded'ouverturedelaserrure(OUVRIR).UnboutonENREG(Enregistrement)dansunezonesécurisée(etinaccessibleauxutilisateursstandards)permetlamémorisationd'unnouveaucode.!!10&Figure5 TDENSL12018-201718DépartementGEII(Neuville)IUTdeCergyPontoiseTD11LescompteursExercice1:Réaliseruncompteurbinaireasynchronemodulo-8utilisantdesbasculesD.Onconsidéreraquelesbasculessontactivessurfrontmontant.Exercice2:Réaliseruncompteurbinaireasynchronemodulo5utilisant:a) DesbasculesDb) DesbasculesJKExercice3:Réaliseruncompteurbinairesynchronemodulo5utilisantdesbasculesJK.Exercice4:Développeruncompteursynchroneréversiblede3bitsafindeproduireuneséquencedecodeGray.Leco mpteurdoitexéc uteruncomptagelorsquel'e ntréedecommande/vaut1etundécomptagelorsquecelle-civaut0.Exercice5:Onconsidèrelescompteurssuivants:- LecompteurAestuncompteursynchroneintégrémodulo5.- LecompteurBestuncompteursynchroneintégrémodulo2.- LecompteurCestuncompteursynchroneintégrémodulo3.Chaquecompteurdispose:• D'uneentréedevalidationdecomptageEN,• D'uneentréederemiseàzéro,,• D'unesortieMAXdedétectiondumaximumducompteur.DonnerleschémablocdusystèmeréalisantuncompteurBCDsynchronede0à29.Exercice6:Onchercheàréaliseruncircuitpermettantd'implanterunehorlogenumériquecomptantlesheures, lesminutesetles secon des,etaffich antcesvaleurssurdesafficheurs7-segments.Lecircuitdisposed'unehorlogede50Hzdisponiblesurl'unedecesentrées.Donnerleschémadeprinciped'untelsystème.
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