TP N° 5
Registres
ETUDE et
APPLICATIONS
Objectifs
A l'issue de ce TP vous montrerez que vous êtes
capables :
- de mettre en oeuvre des bascules,
- de retrouver, à partir du travail réalisé lors du TP précédent, le schéma
d'un compteur de Johnson,
- de déduire des résultats de l'analyse d'un montage, puis de sa mise en
oeuvre, les caractéristiques essentielles d'un générateur de séquences
pseudo-aléatoire réalisé avec des bascules D, puis avec un registre.
- de réaliser une chaîne de transmission série à l'aide de registres à décalage
Présentation
Le compte rendu de ce TP sera consigné dans votre cahier de TP et pourra être envoyé en fichier joint (dont le nom comportera aucun espace) par courier électronique en respectant une syntaxe bien déterminée. Vous utiliserez obligatoirement le script fourni en tapant dans une console : /opt/envoiCR.sh
et
en se laissant guider par les fenêtres.RAPPEL :
schéma
de principe : représentation du montage sans prendre en compte
l'aspect technologique des composants, mais uniquement leur aspect
fonctionnel.
schéma pratique (ou schéma de câblage): il complète le schéma de principe en faisant apparaître le numéro des broches des composants utilisés, en précisant le niveau logique de TOUTES les entrées, en indiquant avec précision le câblage des appareils de mesure (oscillo., générateurs,...) et de test (BP, Led, ....) utilisés
schéma pratique (ou schéma de câblage): il complète le schéma de principe en faisant apparaître le numéro des broches des composants utilisés, en précisant le niveau logique de TOUTES les entrées, en indiquant avec précision le câblage des appareils de mesure (oscillo., générateurs,...) et de test (BP, Led, ....) utilisés
Le travail se compose d'une partie préparation et d'une partie expérimentation. Pour pouvoir être mené à bien par la majorité d'entre vous, il conviendra de traiter prioritairement ce TP de la manière suivante :
1H00maxi = préparation 1.1 et 1.3
fig.1
1H00maxi = expérimentation 1.1 et 1.3 fig.1
1H00maxi = préparation 2.1
1H00maxi = expérimentation 2.1
1H00maxi = expérimentation 1.1 et 1.3 fig.1
1H00maxi = préparation 2.1
1H00maxi = expérimentation 2.1
Puis terminer par les parties non traitées.
Outils
Le matériel d'expérimentation du Laboratoire de Télécom.Documentations techniques :
Travail Demandé
1. Applications autour du CD4013
1.1 Registre à décalage à quatre bascules
=> Donnez le schéma de principe d'un registre à 4 bascules réalisé à l'aide de bascules D.En supposant qu'au premier front montant d'horloge l'entrée du registre est au 1L, puis revient au 0L, décrivez l'état des différentes sorties du registre à chaque front d'horloge.
=> Donnez le schéma pratique du montage si les bascules utilisées sont issues du CD4013
1.2 Compteur de Johnson
=> Donnez le schéma de principe d'un compteur de Johnson à 4 étages réalisé à l'aide de bascules D.En supposant qu'à l'état initial toutes les sorties sont au 0L, décrivez l'état du compteur après chaque front d'horloge.
=> Donnez le schéma pratique du montage si les bascules utilisées sont issues du CD4013.
1.3 Générateur de séquence pseudo-aléatoire
Soit le
dispositif de la figure 1 : 
Figure 1 : Générateur pseudo-aléatoire 1
En supposant que le mot
d'initialisation est 100 ou 4 en hexadécimal (Q2Q1Q0):
=>
Donnez la séquence du
mot de sortie en hexadécimal. Même question si le mot d'initialisation
est 5 puis 7.
=> Que
constatez-vous sur l'ordre de la séquence obtenue ?
=> Quelle est la période de cette séquence ?
=> Quelle est la période de cette séquence ?
=> Donnez le schéma pratique du montage si les bascules utilisées sont issues du CD4013
On réalise la structure de la figure 2 :
Figure 2 : Générateur
pseudo-aléatoire 2
En supposant que le mot d'initialisation est 8
(hexadécimal) , donnez la séquence du mot de sortie en hexadécimal.
=> Quelle
est la période de cette séquence
?
=> Comparez la période des deux séquences générées.
=> Comment justifiez vous une éventuelle différence ?
=> Comparez la période des deux séquences générées.
=> Comment justifiez vous une éventuelle différence ?
2. Applications du 74HCT164 et 74HCT165
2.1 Conversion parallèle-série et série-parallèle
On rappelle en figure 3 et 4 la structure
interne du 74HCT165 et 74HCT164 :
Figure 3 : Structure interne du 74165
Le 74165 est un registre 8 bits et possède en réalité deux types d'entrées, une entrée série DS et des entrées parallèles P0 à P7.
Comme le montre le schéma ci-dessus les bascules sont du type synchrone réagissant sur le front descendant de l'horloge. Ces bascules possèdent des entrées asynchrones, PRESET (RAU) et CL (RAZ) que l'on utilise comme entrées parallèles.
Les entrées CP1 et CP2 sont deux entrées d'horloge.
L'entrée /PL permet le chargement des données en parallèle.
La table de fonctionnement de ce circuit
est donnée ci-dessous :
Figure 4 : Structure interne du
74164Les entrées séries sont les points A et B.
Le décalage s'effectue au front montant de l'horloge appliquée sur l'entrée CP.
L'entrée /MR permet de remettre à zéro, de manière asynchrone, toutes les bascules lorsqu'on lui applique un niveau BAS.
=> En vous aidant des caractéristiques ci-dessus, donner le schéma de principe d'une chaîne de transmission utilisant la conversion parallèle-série puis série-parallèle.
Figure 5 : Chaîne de transmission série => On veut charger le mot 00000001 (P0….P7), donnez la procédure.
=> Donnez l'état des sorties Qn et de Q7P après chaque coup d'horloge.
=> Même question si l'on veut transmettre le mot 01010111 (P0….P7).
=> Donnez le schéma pratique du dispositf.
