Compteur numérique - Fabrice Sincère
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MODULE D’ELECTRONIQUE COMPTEUR NUMERIQUE V5.0 On se propose d’étudier un système de comptage à afficheur (en logique TTL), avec : • • • un bouton pour incrémenter le compteur un bouton de remise à zéro (RESET) un bouton d’activation du comptage A- Partie théorique A-1- Bascule RS Etablir en la justifiant, la table de vérité de la bascule suivante : S & & R IUT de Nancy-Brabois Q Q Fabrice Sincère http://perso.orange.fr/fabrice.sincere page 1/7 A-2- Circuit « monostable » A-2-1- Le circuit intégré NE 555 Il s’agit d’un circuit intégré de 8 broches dont voici le schéma interne simplifié : +VCC 8 R' +2VCC/3 R' 5 + + R 6 S 2 + + - +VCC/3 R' Q bascule RS _ Q 3 7 1 Les amplificateurs opérationnels fonctionnent en comparateur : - si ε > 0 V alors la sortie est au niveau logique 1. - si ε < 0 V alors la sortie est au niveau logique 0. A-2-2- Circuit monostable Le circuit intégré NE 555 est câblé en « monostable » (montage temporisateur). Une impulsion en entrée déclenche en sortie une temporisation de durée T : IUT de Nancy-Brabois Fabrice Sincère http://perso.orange.fr/fabrice.sincere page 2/7 Oscillogrammes impulsion 1 uE(t) 0 t VCC uC(t) 2VCC/3 VCC/3 0 Q, uS(t) t 1 t 0 T Analyse du fonctionnement Quand Q = 0 : le transistor est saturé et il se comporte comme un interrupteur fermé. La broche 7 est mise à la masse et la tension aux bornes du condensateur est nulle. Quand Q = 1 : le transistor est bloqué et il se comporte comme un interrupteur ouvert. Le condensateur se charge à travers la résistance RA. Quand la tension aux bornes du condensateur atteint 2Vcc/3, R passe au niveau 1 et Q bascule au niveau 0 (RESET). Durée de la temporisation (Cf. cours d'électrostatique : charge d’un condensateur à travers une résistance) A l’instant où on crée l’impulsion d’entrée, Q bascule de 0 à 1. Déterminer l’équation différentielle que vérifie uC(t). Résoudre l’équation différentielle. En déduire qu’en sortie, le niveau haut est maintenu pendant une durée T ≈ 1,1⋅⋅RAC B- Etude expérimentale B-1- Bascule RS On dispose d’un circuit intégré 74LS00 (quadruple porte NON ET à deux entrées) pour réaliser la bascule RS. Un niveau logique S = 0 est obtenu en entrée quand le bouton poussoir S est au repos. Un niveau logique S = 1 est obtenu en entrée quand le bouton poussoir S est appuyé. Il en va de même pour l’entrée R : IUT de Nancy-Brabois Fabrice Sincère http://perso.orange.fr/fabrice.sincere page 3/7 +5V 47 k +5V S 1 bouton poussoir S & 3 Q 2 47 k 4 220 & 6 bouton poussoir R R 5 Si la sortie Q est au niveau logique 1, la LED est allumée. Si la sortie Q est au niveau logique 0, la LED est éteinte. Faire vérifier le câblage. Etablir la table de vérité. Ne pas décâbler ! B-2- Circuit monostable Câbler le montage : Le bouton poussoir sert à créer l’impulsion d’entrée (déclenchement de la temporisation). Visualiser à l’oscilloscope (en mode ROLL) les tensions uE, uH puis uC (dessiner les oscillogrammes). Mesurer la durée de temporisation. Comparer à la théorie. Ne pas décâbler ! IUT de Nancy-Brabois Fabrice Sincère http://perso.orange.fr/fabrice.sincere page 4/7 B-3- Circuit intégré 74LS90 Câbler le circuit suivant : L’horloge H est fournie par le circuit monostable précédent (avec 2,2 µF au lieu de 22 µF). Le monostable intercalé entre le bouton poussoir et l’entrée du 74LS90 sert de circuit « antirebonds ». Pourquoi est-il indispensable ? Dessiner en concordance de temps les chronogrammes de H, QA, QB, QC et QD. Que fait le circuit intégré 74LS90 ? Ne pas décâbler ! IUT de Nancy-Brabois Fabrice Sincère http://perso.orange.fr/fabrice.sincere page 5/7 B-4- Circuit intégré 74LS47 Compléter avec le circuit suivant : Etablir la table de vérité du circuit 74LS47 : D Entrées C B A a b c d sorties e f g Indication de l’afficheur Que fait le circuit intégré 74LS47 ? B-5- Sélection comptage/remise à zéro Modifier le circuit du paragraphe B-4- de la façon suivante : IUT de Nancy-Brabois Fabrice Sincère http://perso.orange.fr/fabrice.sincere page 6/7 Que fait ce circuit ? Expliquer son fonctionnement (commencer par établir sa table de vérité). Remarque à propos du circuit intégré 74LS90 : les entrées R0(1) et R0(2) au niveau 1 forcent les sorties QA, QB, QC et QD au niveau 0 (fonction RESET). C- Conclusion IUT de Nancy-Brabois Fabrice Sincère http://perso.orange.fr/fabrice.sincere page 7/7
