Examen d'un Circuit OU (74C32) et d'un Circuit NOR (74C02) :
3.
- PREMIÈRE EXPÉRIENCE :EXAMEN D'UN CIRCUIT OU
Avec l'exercice suivant, vous
pourrez vérifier le fonctionnement d'un circuit OU
et en établir la table de fonctionnement ainsi que la table de vérité.
Pour cela, vous utiliserez le
circuit intégré MM 74C32 dont le schéma
électrique est représenté figure 5. Comme vous pouvez le voir, ce circuit intégré
comprend 4 circuits OU. L'expérience
concerne l'examen du premier circuit OU dont
les entrées sont reliées aux broches 1 et
2
et la sortie à la broche
3.
Les 3 autres circuits
OU
contenus dans le circuit intégré présentent les mêmes caractéristiques de
fonctionnement comme vous pourrez le vérifier vous-même si vous le désirez en
répétant les mêmes essais.
Pour faire cette expérience,
conformez-vous aux instructions suivantes et référez-vous à la figure 6-a.
a) Enlevez du groupe de
connecteurs toutes les liaisons éventuellement présentes relatives aux essais
précédents.
b) Assurez-vous que la
pile d'alimentation est débranchée, prenez ensuite le circuit intégré MM
74C32 et introduisez-le dans le support ICX
après en avoir redressé les pattes si nécessaire, avec les précautions
d'usage préconisées dans les pratiques précédentes.
c) En vous servant de
deux morceaux de fils de 5 cm ddûment préparés, reliez la broche 1
du circuit intégré avec le contact SW0 et
la broche 2 avec le contact SW1.
d) En utilisant le
morceau de fil de 10 cm, reliez la patte 3
du circuit intégré avec le contact L0.
Avec ces liaisons, l'entrée
1 du circuit OU est reliée au contact commun
de l'interrupteur SW0 tandis que l'entrée
2 est reliée au contact commun de l'interrupteur SW1; la sortie du circuit OU est reliée
à l'indicateur L0.
Les deux interrupteurs permettent de
relier les deux entrées à la masse (0 V, niveau bas L)
ou à la tension positive d'alimentation (+ 4,5
V,
niveau H), selon qu'ils soient positionnés respectivement sur 0
ou bien sur 1.
e) Mettez les deux
interrupteurs sur la position 0 ; les deux
entrées du circuit OU sont ainsi toutes deux reliées à la masse, et se trouvent donc au niveau L.
De cette façon, vous avez réalisé le circuit schématisé
dans la figure 6-b (premier essai).
Alimentez à présent le circuit en
reliant les cordons rouge et noir à la pile et observez la LED
L0; elle est éteinte, ce qui indique un niveau L.
Avec cet essai, vous avez constaté
que dans un circuit OU, lorsque les deux
entrées sont à un niveau bas (à l'état L),
la sortie est également à un niveau bas (à l'état L).
Vous pouvez donc dresser une table
à deux colonnes, la première réservée aux niveaux des entrées et l'autre
relative au niveau de la sortie.
Sur cette table, vous pouvez
reporter le résultat du premier essai et donc noter L
pour l'entrée 1, L pour l'entrée 2 et L
pour la sortie complétant ainsi la première ligne de la table de
fonctionnement du circuit OU.
f) Faites maintenant
basculer l'interrupteur SW1 vers le haut sur
la position 1.
L'entrée 2
du circuit OU est ainsi portée au niveau
H. En observant la LED L0, vous constatez
qu'elle est allumée ce qui indique que la sortie du circuit OU
est au niveau H (haut).
Vous pouvez donc reporter dans la
deuxième ligne de la table de fonctionnement les notes suivantes :L
pour l'entrée 1, H pour l'entrée 2 et H
pour la sortie.
g) Faites basculer
l'interrupteur SW0
sur la position 1 et ramenez l'interrupteur
SW1 sur
la position 0.
Dans ces conditions, l'entrée 1
a été portée au niveau H tandis que
l'entrée 2 a été ramenée au niveau L.
En observant la LED
L0, vous constatez qu'elle est toujours allumée, signe évident que
la sortie se trouve encore à l'état H.
Sur la base de cet essai, vous
pouvez remplir la troisième ligne de la table de fonctionnement en y indiquant
que pour les niveaux H et L
d'entrée, la sortie se trouve à l'état H.
Ramenez à nouveau SW1 sur la position 1; dans ces conditions les deux entrées sont à un niveau H.
En observant la LED L0,
vous constatez qu'elle est allumée ce qui indique que la sortie se trouve elle
aussi au niveau H.
A partir de ce résultat, vous
pouvez inscrire la dernière ligne de la table de fonctionnement du circuit OU
(représenté figure 7-a) en mettant H aux
deux entrées ainsi qu'à la sortie.
Vous pouvez passer de la table de
fonctionnement à la table de vérité en remplaçant la lettre L
par le symbole 0 et la lettre H
par le symbole 1, selon la convention
logique positive. Vous obtiendrez ainsi la table reportée figure 7-b.
D'après la table de fonctionnement
de la figure 7-a, nous pouvons déduire que la sortie
d'un circuit OU est à l'état haut lorsqu'au moins une de ses entrées est à
l'état haut, tandis que la sortie se trouve à l'état L
(bas) uniquement lorsque ses entrées sont à l'état L (bas).
Le but de cette expérience est de
constater qu'un circuit NOR est équivalent
à un circuit OU suivi d'un
inverseur.
Pour cet exercice, vous utiliserez
le circuit intégré MM 74C02 contenant 4
circuits NOR comme vous pouvez le voir sur
le schéma électrique de la figure 8.
Comme d'habitude, l'essai de
fonctionnement sera réalisé sur le premier circuit NOR,
c'est-à-dire celui dont les entrées sont les broches 2
et 3 et la sortie la broche 1.
Procédez de la manière suivante :
a) Assurez-vous en
premier lieu que l'alimentation est bien débranchée et supprimez les liaisons
effectuées au cours des essais précédents.
b) Enlevez le circuit
intégré MM 74C32 du support et introduisez
à sa place le circuit intégré MM 74C02.
c) Avec les trois
morceaux de fils utilisés dans l'expérience précédente, reliez entre eux les
points indiqués ci-dessous et représentés figure 9-a :
broche 1 du circuit intégré MM
74C02 et contact L0,
broche 2 du circuit intégré MM
74C02 et contact SW0,
broche 3 du circuit intégré MM
74C02 et contact SW1.
d) Mettez les deux
interrupteurs SW0 et
SW1
sur la position 0.
Dans ces conditions, les deux entrées
du circuit NOR se trouvent toutes deux au
niveau L et vous avez réalisé le circuit
représenté figure 9-b (premier essai).
Alimentez maintenant le circuit et
observez la LED L0: elle est allumée.
Cela signifie que, lorsque les entrées du circuit NOR
sont à l'état LL, c'est-à-dire toutes les
deux à un niveau bas, la sortie est à l'état H (haut).
e) Mettez
l'interrupteur SW1 sur la position
1,
puis mettez-le à nouveau sur la position 0
et placez SW0 sur la position
1.
Vous réalisez ainsi les deux combinaisons LH
et HL sur les entrées. Vous constatez que dans les deux cas, la LED L0 reste éteinte
indiquant que la sortie se trouve à l'état L.
f) Mettez enfin les
deux interrupteurs SW0 et
SW1
sur la position 1. Dans ce cas également,
La LED L0 reste éteinte indiquant que la sortie est encore à l'état L.
Les résultats de ces essais sont résumés
dans la table de fonctionnement illustrée figure 10-a, tandis que la figure
10-b représente la table de vérité correspondante.
Grâce à la table de fonctionnement
de la figure 10-a, nous pouvons constater que la sortie
d'un circuit NOR est à un niveau haut uniquement dans le cas où ses deux entrées
sont chacune au niveau L (bas). Si une seule des deux entrées où les deux sont
au niveau haut, la sortie se trouve au niveau L (bas).
En comparant la
table de vérité du circuit NOR (figure
10-b) avec celle du circuit OUreportée
dans la figure 7-b, vous remarquerez que la première peut être tirée de
la seconde par une simple inversion, en remplaçant chaque 0
par 1 et chaque 1 par un 0 dans la colonne de sortie.
Il convient à ce point de faire une
remarque importante.
Dans l'élaboration de la table de vérité,
il a été fait référence, jusqu'à présent, à la convention logique
positive, c'est-à-dire que la table de vérité a été tirée de celle de
fonctionnement en associant la valeur logique 1 au niveau H et la valeur logique 0
au niveau L.
Voyons à présent ce qui arrive
lorsqu'on opère selon la convention logique négative, c'est-à-dire si la
valeur logique 1 est associée au niveau
L et la valeur logique 0 au
niveau H, dans le cas du circuit NOR
considéré précédemment. Le résultat obtenu sera la nouvelle table de vérité
représentée figure 11.
En comparant cette table avec la
table de vérité du circuit NAND tirée de
la théorie précédente (Voir électronique Digitale, 3ème
leçon), vous pourrez constater qu'elles sont identiques. Nous pouvons en
conclure qu'un circuit NOR fonctionnant en logique négative
est équivalent à un circuit NAND fonctionnant en logique positive.
Il est donc très important de vous
rappeler ce qui suit :
La table de fonctionnement d'un
circuit intégré décrit le fonctionnement physique en termes de niveaux de
tension.
La table de vérité
décrit par contre la fonction logique qu'il peut accomplir, et qui peut être
différente selon que la logique adoptée est positive ou négative. Pour
approfondir la question, vous trouverez de plus amples explications dans les théories
Électroniques Digitales (à ne pas négliger).
Examen d'un circuit NOR
Ramenez à nouveau SW1 sur la position 1
; dans ces conditions les deux entrées sont à un niveau H.
Cliquez ici pour la leçon suivante ou dans le sommaire prévu à cet effet.
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