1

Solution

Q0+

Q1+

K0 J0 K1 J1 Q0 Q1

1 0 X 1 X 0 0 0

0 1 1 X X 1 1 0

1 1 X 1 0 X 0 1

0 0 1 X 1 X 1 1

J0=K0=1J1=K1=Q0

2

Circuits séquentielsالدارات الـتعاقبية

Taha ZerroukiTaha.zerrouki@gmail.com

Module: Architecture des ordinateurs

1ère MI S2

Les circuits séquentiels

الدارات التعاقبية

5

•Introduction مدخل •Notion d’horloge مفهوم الساعة •Les bascules القلابات•Les registres السجلت•Les compteurs العدادات

Les circuits séquentiels

6

1.Circuits combinatoires

Un circuit combinatoire est un circuit numérique dont les sorties dépendent uniquement des entrées:

L’état du système ne dépend pas de l’état interne du système.

Pas de mémoration de l’état du système.الدارة التركيبية مخارجها تتعلق ابمداخلها فقط وحالة النظام الحالية ل تتعلق ابحالتها الساابقة، ل حفظ

.لحالة النظام

)(EfS

7

2.Les circuits séquentiels الدارات التعاقبية

Un circuit séquentiel est un circuit numérique (logique) dont l’état à l’instant t+1 est une fonction des entrées en même instant t+1 et de l’état précédente du système ( l’instant t)

الدارات التعاقبية تتعلق حالتها في الحالةt+1 ابمدخلتها tوحالتها في اللحظة

),(1 tt SEfS

),( SEfS

Circuit séquentielE S

8

Exemple d’un circuit séquentiel

مثالCircuit

SéquentielCدارة تعاقبية L

L+ L C

Mémoire ذاكرة L X 0

Basculement انقلب 1 0 1

Basculement انقلب 0 1 1

Exercice ● Le bouton du démarage d'un micro

ordinateur est un bouton poussoir, il démarre et arrête l'ordinateur selon l'état de l'ordinateur,

● Réaliser le circuit de commande de ce bouton.

غغل ويطفئ ● زر تشغيل الحاسب مزود ابناابض، يشغمم دارة التحكم لهذا الزر .الجهاز، ص

Solution

● Les entrées: المداخل

– Le bouton: poussé 1, relaché 0 الزر مضغوط، حر– L'état actuel  S : démarré 1, arrêté 0 الحالة يعمل /

متوقف● Les sorties :

– L'état nouvel  S+ : démarré 1, arrêté 0 الحالة /الجديدة يعمل متوقف

Solution

B S S+

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

● S+ = BS+BS● S+ = SÅB

Solution

Chronogramme مخطط زمني

Applications تطبيقات • Les circuits séquentiels sont utilisés pourt réaliser1. des compteurs, 2.des registres, 3.des mémoires.

الدارات التعاقبية تستعمل في العدادات، السجلت والذاكرة

14

Synchrone / Asynchrone/ل متزامن متزامن

16

نظام ل متزامن

Lorsque un circuit séquentiel n’a pas d’horloge comme variable d’entrée ou si le circuit fonctionne indépendamment de cette horloge alors ce circuit est asynchrone.

الدارة التي ليس فيها مدخل خاص ابالزمن ل متزامنة

E0

E1

E2

Circuit séquentielasynchrone

S1

S2

4. Les systèmes Asynchrones

Une horloge est une variable logique qui passe successivement de 0 à 1 et de 1 à 0 d’une façon périodique.

دوريا0 إلى 1 ومن 1 إلى 0الساعة متغير منطقي يمر من

Système synchrone( Notion de l’horloge) نظام متزامن ، مفهوم الساعة

18

L’horloge الساعة

Niveau Bas : 0

Niveau Haut: 1

Front montant

Front descendant

0

00

1

Synchronisation التزامن

الفطار

21

E0

E1

H

Circuit séquentielsynchrone

S1

S2

Système synchrone( Notion de l’horloge) نظام متزامن ، مفهوم الساعة

● Cette variable est utilisée souvent comme une entrée des circuits séquentiels le circuit est dit synchrone.

● L’horloge est notée par h ou ck ( clock).يســــــــتعمل هذا المتغـيـــــــر عادة مدخل للدارات التعاقبـيـــــــة ●

ck وHوتسمى الدارة متزامنة، يرمز للساعة ب

22

3.Système synchrone نظام متزامن

E0

E1

H

Circuit séquentielsynchrone

S1

S2

h 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1

0 0 0

1 1 1

23

Moment de la synchronisation لحظة التزامن

Tic Tac

24

L’horloge الساعة

Niveau Bas : 0

السفلي المستوى

Front montant

الجبهة الصاعدة

Front descendant

النازلة الجبهة0

00

1

25

L’horloge الساعة

Tf 1

Niveau Bas : 0

السفلي المستوى

Niveau Haut: 1 العلوي المستوى

Front

montant

الصاعدة الجبهة

Front descendant

النازلة الجبهة

La période T الفترة

La période T est en seconde بالثواني

Fréquence F

La fréquence est en hertz التواتر

0

1

0

26

Synchronisation sur niveau Haut العلوي المستوى على التزامن

Synchronisation sur front montant الصاعدة الجبهة على المزامنة

Synchronisation sur front descendant النازلة الجبهة على مزامنة

h

h

h

E

E

E

Exercice تمرينB est synchronisé sur le front montant

Completer le chronogramme

الزر مزامن على الجبهة الصاعدة، أكمل المخطط الزمني

ExerciceB est synchronisé sur le front

descendantCompleter le chronogramme

الزر مزامن على الجبهة النازلة، أكمل المخطط الزمني

Bascules القلابات

29

Bascule

• Flip Flop قلب• Une bascule est un circuit logique

capable, dans certaines circonstances, de maintenir les valeurs de ses sorties malgré les changements de valeurs d'entrées.

القلب دارة قادرة على حفظ قيم المخارج على •غير قيم المدخلت الرغم من تغ

30

Applications تطبيقات • La bascule est l'élément de base de la

logique séquentielle. القلب هو أساس الدارات التعاقبية

En effet, en assemblant des bascules, on peut réaliser ابتركيب القلابات يمكن إنجاز

1. des compteurs, العدادات 2.des registres, السجلت3.des mémoires. الذاكرات

31

32

Les bascules القلاباتChaque bascule possède des entrées et

deux sorties Q et Q .Une bascule possède la fonction de

mémoration et de basculement.وقلب حفظ ووظيفتي مخرجان، له قلب كل

QUne bascule

Q

E0

E1

……

E2

),( QEiFQ

Q Q

33

Les bascules القلبات

Une bascule peut posséder une horloge (synchrone ) ou non (asynchrone)

القلب قد يكون متزامنا أو ل متزامنQ

Une bascule

Q

E0

E1

……

E2

),( QEiFQ

Q Q

34

Les bascules القلابات

Il existe plusieurs types de bascules :يوجد أنواع من القلابات

RS,RSTT JKD

35

5.1 Les bascules RS (Reset,Set)RSالقل ب

Q+SR

Q-00

110

001

X11

QUne bascule

RSQ

R

S

Etat mémoire ذاكرة

Remise à 1 توحيد

Remise à 0 تصفير

État interdite ممنوع

Bascule RS

36

Bascule RS mise à 1

37

Q+SRQ-00110001X11

Bascule RS – mise à 0

38

Q+SRQ-00110001X11

Bascule RS – ETAT mémoire

39

Q+SRQ-00110001X11

Bascule RS – Etat interdit

40

Q+SRQ-00110001X11

41

5.1 Les bascules RS (Reset,Set)

Q+SRQ-00110001X11

Q+Q-SR

0000

1100

1010

1110

0001

0101

X011

X111

QUne basculeRS

Q

R

S

Etat mémoire

Remise à 1

Remise à 0

État interdite

Exercice

• Tracer le schéma de la bascule RS avec les portes logiques

•Q+Q-SR

000011001010111000010101X011X111

43

Chronogramme d’une bascule RS

S

R

Q

mémoire

Exercice

• Tracer le schéma de la bascule RS • avec les portes logiques

RSارسم مخطط قلب •ابالبواابات المنطقية••

Q+Q-SR

000011001010111000010101X011X111

45

Structure interne d’une bascule RS ابنية قل ب

QSRQ

QRSQ

.

.

))(()()(..

))(()()(..

QSSRRQSRQSRQSRQ

QRRSSQRSQRSQRSQ

Q

Q

S

R

Q

Q

Exercice

Completer le chronogramme de la bascule RS

Exercice

Bascule RST

• Bascule RS synchrone متزامن RSقلب •

QUne basculeRS

Q

R

S

49

Q+SRT

QXX0Q00110001X11

Bascule RST

Bascule RST

50

Exercice

• Completer le chronogramme de RST

•

Chronogramme RST

•

•

53

Q+T

Q0

1

QUne bascule

TQ

T

Q

Bascule T

Exercice

• Donner l’équation des sorties de la bascule T

• Tracer le schémaQ+T

Q0

1 Q

Exercice

• Tracer le chronogramme• Synch. front montant

Q+T

Q0

1 Q

Exercice

Q

Bascule D

57

58

C’est une bascule synchronisée sur front montant ou descendant

قلب متزامن على الجبهة صاعدة أو نازلةQ+Dh

Q-00/1

Q-10/1

00

11

basculeD

D

h Q

Q

basculeD

D

h Q

Q

Sur front montant

Sur front descendant

Bascule D القلب

Bascule D

Bascule Data utilisée comme mémoire

بيانات، يستعمل كذاكرة بسيطةd dataالقلب

Exercice

Completer le chronogramme de la bascule D synchronisée sur le front montant

Q+Dh

Q-00/1

Q-10/1

00

11

61

Chronogramme d’une bascule D

Q

h

D

Q

62

Chronogramme d’une bascule D

Q

h

D

Q

0

1

0

1

Exercice● Transformer une bascule RST pour quelles agisse comme une bascule D

Q+Dh

Q-00/1

Q-10/1

00

11

Q+SRTQXX0Q00110001X11

Exercice

Q =0 => D=0 ; S =0 ; R=1Q =1 => D=1 ; S =1 ; R=0

S = DR = D

QUne basculeRS

Q

S

R

D

65

Transformer une bascule RST pour quelles agisse comme une bascule D

Q+SRTQXX0Q00111010011X111

T = h

S = D

R = D

Bascule D

Exercice

Q =0 => D=0 ; S =0 ; R=1Q =1 => D=1 ; S =1 ; R=0

S = DR = D

QUne basculeRS

Q

S

R

D

D Latchقلب د القفل

68

C’est une bascule synchrone (utilise une horloge) sur niveau Haut ou niveau Bas

قلب القفل د، متزامن على المستوى العلى أو السفل

Q+DhQ-00Q-10001111

Une basculeD latch

D

hQ

Q

Sur niveau Haut

Si h=1 Q+=D

Bascule D Latch

Bascule D-Latch

69

70

Q

D

h

Q

Completer le chronogramme d’une bascule D latch (niveau haut )

المستوى العالي )اكمل المخطط الزمني للقل ب د القفل )

71

Chronogramme d’une bascule D latch (niveau haut )

Q

D

h

Q

Bascule JK

قلب ج.ك

72

Bascule J K

• La bascule J K synchrone (simple étage) • est obtenue à partir d'une bascule R S T• dont les sorties sont rebouclées sur les

entrées. • Ceci permet d'éliminer l'état

indéterminé ، يستعمل RST متزامن، مشتق من القلب jkالقلب •

الحالة الممنوعة كحالة قلب

Bascule RST

Q+KJhQ-xx0/1Q-00010101

11

0/1

X

Bascule JK

Q

Q+KJhQ-xx0/1Q-00010101

11

0/1

RSTX

76

Bascules J.K en mode synchrone

Q+KJh

Q-xx0/1

Q-00

010

101

11 QBascule JK

J

h

K

Q

Q

Une bascule avec deux entrée J , K et une horloge ( front montant ou descendant)

نازلة أو صاعدة الجبهة على وساعة مدخلن له القلب

Bascule JK

77

Bascule JK mise à 1

78

توحيد●

Bascule JK mise à 0

79

تصفير●

Bascule JK état mémoire

80

ذاكرة●

Bascule JK basculement

81

قلب●

82

Chronogramme d’une bascule J.K

Q

Q

K

J

h

0

0

1

0

0

0

83

Chronogramme d’une bascule J.K

Q

Q

K

J

h

0

0

1

0

0

0

84

Exercice

Transformer une bascule JK en une bascule D ?

ك إلى قلب د غول قلب ج .ح

Q+KJhQ-xx0/1Q-00010101

11

0/1 Q

85

Exercice

Transformer une bascule JK en une bascule D ? J = D

K = DH1 = H

86

Les bascules J.K en mode asynchroneك في النمط اللمتزامن .القل ب ج

Deux entrées Pr ( preset ) et cl ( clear) asynchrone Plus prioritaire que l’horloge Pr et Cl fonctionne avec la logique negative.

ك وضع غير متزامن يتحكم فيه المدخلن ، وهما أولى من cl وpr,للقلب جالساعة، ويعملن في المنطق العكسي

Sur front montant

Q

Q Pr

Bascule JK

Cl

J

h

K

Jk- synchrone/ asynchrone

88

Table de vérité d’une bascule J.K.جدول الحقيقة للقل ب ج ك

Q

Q+KJhClPr

État interdit ممنوعXXXX00ModeAsynchrone

متزامن ل نمط Remise à 1 1توحيدXXX10

Remise à 0 0تصفيرXXX01

Etat mémoire ذاكرةQ-xx0/111Mode Synchrone

متزامن نمط Etat mémoire ذاكرةQ-0011

Remise à 0 01011تصفير

Remise à 1 10111توحيد

Basculement 1111قلب

Exercice

Completer le chronoramme

Exercice

Solution