Micro Systèmes n°49 janvier 1985
Micro Systèmes n°49 janvier 1985
  • Prix facial : 24 F

  • Parution : n°49 de janvier 1985

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Société Parisienne d'Edition

  • Format : (203 x 271) mm

  • Nombre de pages : 198

  • Taille du fichier PDF : 137 Mo

  • Dans ce numéro : dossier sur l'ordinateur biologique.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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FICHE 98 celui du suivant, etc., jusqu'au dernier. Si le compteur a beaucoup de chiffres, ces retards qui se totalisent peuvent devenir une gêne vis-à-vis d'exigences de rapidité. L'alternative, c'est le compteur synchrone (synchronous counter). C'est-à-dire un montage où tous les chiffres en même temps vont prendre leur valeur suivante. La figure 10 en est un exemple très simplifié, puisqu'elle met en oeuvre un compteur à deux bits seulement. Le tableau de comptage montre que le « prochain Qi » sera 1 si Qo et Qi sont différents, sinon O. Le changement de Qo s'effectue comme précédemment ; tandis que le changement de Q1 a lieu au même instant (l'horloge arrive en parallèle sur les deux bascules), par recopie d'un OU-exclusif entre « ancien Qo et ancien Q, ». La recette est très simple  : on demande à un montage logique auxiliaire de prédire la prochaine valeur des différents chiffres. La rapidité n'est plus limitée que par ce montage logique... Dans cette limite, on peut affirmer que tous les chiffres du comptage changent ensemble. Un compteur intégré Dans les catalogues de circuits intégrés, la famille des compteurs est importante  : compteurs binaires, décimaux, synchronisés ou non... Cette variété correspond à des besoins fort différents et pour la plupart justifiés. D'ordinaire, les livres d'électronique digitale font grand cas de cette « zoologie » des compteurs, car leur utilité est très grande, diverse et variée, notamment dans les instruments de mesure. Pour l'informaticien, l'individu le plus représentatif est (en technologie TTL) le circuit 74LS393, dont le schéma-bloc est donné à la figure 11. C'est un double compteur, qui Fig. 11. - Vue détaillée du double compteur à quatre bits 74LS393. Le flanc de comptage actif (haut vers bas) n'est pas spécifié au hasard, mais de telle sorte que joue la règle des reports pour les compteurs en cascade (ce qui est le cas). 120 — MICRO-SYSTEMES lA) 9 LS9 3 1CLEAR 2A Ce montage oscille environ à 6 Hz. Le pèse signaux permet le contrôle du comptage de l'horloge sur les différentes broches du 74393. Fig. 12. - Le 74LS393 devient un compteur à 8 bits si l'on connecte le plus fort des bits d'un premier compteur, à l'entrée d'horloge du suivant. On vérifie que les rythmes aux sorties successives sont des divisions par deux de la fréquence de l'oscillateur  : 6 Hz environ. 10A• m- 2CLEAR 10E 2QA 10C 20$ 100 1 I » 2QC• 20D contient deux blocs identiques de comptage sur 4 bits. Dans la nomenclature en vigueur, les entrées d'horloge s'appellent respectivement « 1A » et « 2A ». Les « QA > sont les sorties que l'informaticien aurait appelées Qo,,, les Qg  : Qi, etc. Chaque compteur peut ètre remis à zéro en bloc par une impulsion positive sur sa broche auxiliaire CLEAR. Deux fois quatre font huit Contrairement aux latches que nous avons déjà vus, c'est cette fois le flanc qui est actif pour déclencher le comptage proprement dit. Ce choix n'est pas arbitraire, comme nous allons le voir grâce à notre montage d'expérience de la figure 12. En effet, ce flanc actif est le bon choix si l'on veut respecter la « règle des reports » que nous avons énoncée tout à l'heure. Il suffit de connecter une sortie d'un compteur à l'entrée d'horloge d'un autre pour qu'ils se retrouvent (arithmétiquement) mis bout à bout. Notre 74LS393 est attaqué par l'oscillateur favori de l'auteur, bouclé sur un 74C14. Avec les valeurs indiquées, il bat à peu près à la cadence de 6 fois par seconde. Les entrées de remise à zéro sont mises à la masse pour que le circuit tourne en « pur » comptage ; sa valeur de début importe peu pour notre propos. Sur la broche 3, il est aisé avec le pèse-signaux de vérifier le comptage binaire de l'horloge, autrement dit, sa division par deux (3 Hz). Sur la broche 4, le rythme est un peu inférieur à la seconde ; un peu supérieur, sur la broche 5. La broche 6 est reliée à la broche 13 ; ce qui fait que le comptage se poursuit « en cascade ». Au bout du compteur, le rythme est divisé par 28 = 256. En d'autres termes, le cycle allumage/extinction dure 256 x 1/6 seconde... ce qui demande une certaine patience au saint Thomas que vous êtes ! ('*) Jacques Brel Janvier 1985
FICHE 9C UN STANDARD COMPLEXE COMPTEUR DECIMAL+ LATCH +AFFICHEUR A 7 SEGMENTS Dans la fiche précédente, on évoquait la « zoologie » des compteurs intégrés  : pas moins de quarante références dans un catalogue TTL... Les individus les plus complexes combinent en un seul bloc un compteur, une mémoire et un dispositif d'affichage... en clair ! Compter en décimal A proprement parler, les circuits logiques ne comptent jamais en décimal, seulement en binaire. Certains dispositifs comptent en B.C.D. (binaty coded decimal), c'est-àdire que sur les seize combinaisons possibles de 4 bits, on ne garde que les dix premières (fig. 13). ► 0 0 0 0 (0) 0 0 0 1 (1) (0 0 1 0 (2) 0 0 (3) (0 1 0 0 (4) (0 1 0 1 (5) 10110 (6) 70111 (7) "'1 0 00f. — 1 0 0 1 Horloge (8) (9) 1 0 1 0 (10) 1 0 (11) 0 0 (12) 0 1 (13) 1 0 (14) (15) Fig. 13. - Le code » décimal codé binaire » ou DCB ; on ne se sert que des dix premières combinaisons de 4 bits, pour représenter les chiffres de 0 à 9. Un compteur B.C.D., c'est en pratique un compteur binaire semblable à celui de notre Fiche 9B, à ceci près qu'on le « truque » avec une logique qui force le retour à zéro après la combinaison 1001. Le principe général est donné à la figure 14. Si votre curiosité est piquée, ouvrez les catalogues... A propos, pourquoi diable s'échiner à compter par dizaines ? Comptez vos doigts, et accumulez plusieurs millénaires d'habitudes... vous avez la réponse. L'affichage à sept-segments Du score des matches de footballaux tableaux de bord des avions, en passant par les pendules numériques, l'affichage de chiffres décimaux est omniprésent dans notre vie quotidienne. Un des procédés les plus simples pour faire apparaître ces chiffres, consiste à allumer/éteindre des « segments » disposés comme à la figure 15. Il existe une nomenclature « universelle » de ces sept bâtonnets, on dit  : 7-segments ; elle part de a pour la barre supérieure. On tourne ensuite jusqu'à f dans le sens des aiguilles Fig. 15. - Principe de l'affichage des chiffres décimaux sur sept « bâtons » (segments). Ici, le 4. Retenir la nomenclature standard, de a à g. d'une montre ; le segment milieu vient en dernier, c'est g. On réalise ce schéma de nombreuses façons  : panneaux géants à mouvement électromagnétique, cristaux liquides des montres... Affichage à LEDs On vend également des blocs tels que celui de la figure 16 (afficheur MAN72A) ; ils sont conditionnés comme des circuits intégrés  : largeur, écartement entre broches... Noyés dans ce bloc, il y a autant de diodes LED que de segments ; plus une, qui permet d'illuminer un « point » utile lorsque l'on a une... virgule. Il faut nous faire à cette idée  : les Anglo- Saxons utilisent le point dans les nombres, là où nous mettons une virgule. Mais c'est leur technologie qui est dominante, et notre virgule a de bonnes chances de tomber en désuétude... faute de composants (***) ! A partir d'un point commun référencé Anode, ces LEDs sont reliées à autant de broches nommées comme à la figure 15 ; de telle sorte qu'un montage ad hoc peut illuminer sélectivement les différents segments ; et « composer » les différents chiffres. Les précautions sont celles des LEDs au détail ; pas d'excès de tension/courant. Un compteur lisible L'ensemble d'un compteur et d'un tel afficheur forme un compteur « lisible ». Encore faut-il faire intervenir un nouvel organe, que l'on appelle decoder-driver, qui a pour mission (fig.17)  : - de convertir le code B.C.D. en consignes d'allumage de tel et tel segment, - d'absorber les tension/courant convenables. =.-11110011 CLK (9 ?) CLEAR tt 1 1. 81 f2 Autre 3 anode 4- 5 V 13 12b Anode 119 Point/Virgule 6 I 1 <- e7 8d Fig. 14. - Un compteur décimal. De 0 à 9, c'est un simple compteur binaire ; la logique ad hoc (« 9 ? ») provoque après 9 une remise à zéro par CLEAR, au lieu d'une progression par CLK. Janvier 1985 Fig. 16. - Un bloc luminescent comme le MAN72A comporte 7 + 1 LEDs « noyées » dans les segments. Electriquement, ce ne sont que de simples LEDs connectées à un point-source commun (Anode), toutes indépendantes par ailleurs. MICRO-SYSTEMES — 121



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