Les systèmes logiques séquentiels

CI11 I7 Mémoire Infaco
Les systèmes logiques séquentiels
SECATEUR INFACO
Problématique
Comment le fabricant de cet interrupteur a-t-il réalisé une mémoire de l’ordre de marche ?
Pédagogique
Centres d’intérêt
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Thèmes associés
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Savoirs
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D2
Compétences attendues
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Lister et caractériser les E/S
Configurer le produit et le faire fonctionner (simulation sous Altera)
Identifier le principe d’obtention de l’effet mémoire
Constater la non univocité de la relation E/S
Identifier la priorité utilisée
S’approprier la notion de variable interne
Représenter à l’aide d’un chronogramme l’évolution des E/S d’un opérateur
mémoire
Condition de travail
•
•
Durée : 1 heure
Matériel :
1 Circuit 4013 + platine de test
Des câbles de couleur
1 Alimentation stabilisée réglée à 10V
Memotech électronique
Evaluation
I Questions générales
II Fonctionnement du schéma
III Simulation
08-09 SI Sequentiel
Bac S-Sciences de l’Ingénieur
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Problématique :
On souhaite réaliser une mémorisation de l’ordre de marche afin d’obliger
l’opérateur à relâcher le bouton marche en cas de défaut de surchauffe du
sécateur.
Pour cela nous allons étudier le circuit 4013 tiré du schéma du sécateur
I- Etude du circuit 4013 (15 min)
Pour toutes les questions du I, répondre en restant général sans tenir compte
du schéma ci-dessus.
Ouvrir le livre Memotech à la page du circuit logique CMOS 4013 et répondre
aux questions sur ce circuit.
1- Combien de bascules sont présentes dans ce circuit ?
2- Chaque bascule possède combien d’entrées (nommez-les) ?
3- Chaque bascule possède combien de sorties (nommez-les) ?
4- Expliquer le mode de fonctionnement général de la bascule en expliquant
ce que réalisent chaque entrées (dresser une table de vérité en expliquant
la fonction réalisée à chaque ligne).
5- Ce circuit fonctionne-t-il en logique combinatoire (pourquoi) ?
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II- Etude du circuit 4013 dans le montage du sécateur (35 min)
Pour l’ensemble des questions suivantes, nous allons répondre par rapport au
schéma présenté à la page précédente.
On rappelle que le moteur du sécateur est commandé lorsque U et V sont tous les 2 au 1
logique
On rappelle, également, que le fil P est un fil qui porte une information de surcharge moteur
(P=1 => Défaut moteur)
1- Rappeler sur quoi agit le viticulteur pour mettre en route le sécateur et
quel est l’état du point A dans ce cas.
2- Si l’on souhaite faire la simulation du fonctionnement des 2 bascules et de
la 1ère porte Nand, combien d’entrées et combien de sortie aurait-on pour
ce système (préciser les noms des points tests A, B, C, …,P, …,T, U, V) ?
3- A quel niveau logique est reliée l’entrée Set de IC2A ?
4- A quel niveau logique est reliée l’entrée D de IC2A ?
5- A quel point test est reliée l’entrée d’horloge de IC2A ?
6- A quel point test est reliée l’entrée Rst de IC2A ?
7- Comment peut-on faire pour passer à 1 la sortie U en fonction de l’état de
T et A ?
8- Comment peut-on faire pour remettre la sortie U à 0 en fonction de l’état
de T et A ?
9- A quel niveau logique est reliée l’entrée d’horloge de IC2B ?
10-A quel niveau logique est reliée l’entrée D ?
11- A quel point test est reliée l’entrée Set de IC2B ?
12-A quel point test est reliée l’entrée Rst de IC2B ?
13-Comment peut-on faire pour faire passer à 1 la sortie V en fonction de
l’état de P et A ?
14-Comment peut-on faire pour faire passer la sortie V à 0 ?
15-Compte tenu des explications précédentes, expliquer l’effet du bouton
M/A sur les sorties U et V puis sur le fonctionnement du moteur.
16-De la même manière expliquer l’effet de l’information P (défaut) sur les
sorties U et V puis sur le fonctionnement du moteur.
17-Vérifier que le cahier des charges définit dans la problématique est
réalisé avec ce montage.
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III- Vérification du fonctionnement en simulant sous Altera (55 min)
1- Démarrer Altera en chargeant le fichier (infaco.gdf) et réaliser le schéma
de câblage des 2 bascules et de la porte Nand en considérant que le point
test T à la même allure de signal que le point A, mais décalé en retard de
quelques millisecondes (système à 3 entrées A, T, P et 2 sorties U et V)
2- Proposer une simulation sous forme de chronogramme permettant de
simuler le fonctionnement du sécateur (BPMA appuyé, puis création de
défaut, ensuite disparition du défaut, puis BP relâché enfin, pour
terminer, à nouveau appui sur BP MA)
3- Imprimer votre simulation puis, vérifier que système fonctionne comme
vous l’avez prévu aux questions II-5 à II-8.
4- Expliquer les phases de fonctionnement sur votre chronogramme en
mettant des couleurs et des légendes.
5- Expliquer à quoi sert le circuit formé des 2 circuits 4013 (donner une
explication par rapport à la sécurité du fonctionnement).
6- S’il vous reste du temps, modifier le schéma pour faire apparaître les
points tests C et D (qui sont les commandes directes du moteur) et
simulez le fonctionnement.
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