3. - SECONDE EXPÉRIENCE : ESSAI DE FONCTIONNEMENT DES BUFFERS
Les Micro-ordinateurs doivent
pouvoir communiquer avec des périphériques extérieurs. Cela est possible grâce
à des buffers permettant au microprocesseur de commander un nombre de circuits
bien plus important que celui qu'il est capable de piloter seul.
Ces buffers reçoivent certains
signaux de commande provenant d'autres circuits du Computer qui, dans cette expérience,
seront simulés. Dans les prochains chapitres, vous verrez les caractéristiques
de ces signaux de commande et la façon dont ils sont générés. Pour
l'instant, vous allez vérifier que le fonctionnement des buffers.
Le buffer qui sera examiné en
premier, le 74LS243, est d'un type
particulier ; il est appelé en anglais transceiver
(contraction de transmitter et receiver), c'est-à-dire transmetteur et récepteur.
En effet, ce buffer est
bidirectionnel ; cela signifie que les entrées peuvent devenir les
sorties et vice versa par l'intermédiaire d'un signal appliqué à une entrée
de commande.
Le circuit intégré
74LS243
contient quatre buffers bidirectionnels ; la figure 7-a en représente qu'un seul.
On peut voir dans le circuit équivalent
de la figure 7-b que le signal peut aller de A vers B
dans la branche contenant le contact 1 ou bien de B
vers A dans celle contenant le contact 2.
Les bornes A
et B peuvent fonctionner comme entrées ou
comme sorties ; elles constituent les entrées / sorties de deux triggers
de Schmitt qui peuvent être mis à l'état haute impédance, comme le circuit
intégré 74LS125 utilisé dans la pratique
précédente.
Le fonctionnement du circuit est
contrôlé par les entrées AB
et GBA qui peuvent mettre les
triggers à l'état haute impédance si elles sont activées.
Le principe est simple :
lorsque l'on veut transmettre le signal de A vers
B,
on agit sur les entrées de contrôle AB
et GBA de façon que le trigger 1
soit validé et que l'autre soit à l'état haute impédance.
En se référant au circuit équivalent
de la figure 7-b, c'est comme si le contact 1 était fermé et le contact 2 ouvert.
Lorsque, par contre, on veut
transmettre le signal de B vers
A, on agit
sur les entrées AB
et GBA de façon que le trigger 1
soit à l'état haute impédance et que le trigger 2 soit validé.
La figure 8 représente le schéma
électrique et le brochage du circuit intégré le 74LS243.
PREMIER ESSAI : TEST DU BUFFER 74LS243
3. 1. - RÉALISATION DU CIRCUIT (FIGURE 9)
a) Enlevez de la matrice à
contacts tous les composants et liaisons relatifs à l'expérience précédente.
b) Insérez sur la matrice le
circuit intégré 74LS243 et ses deux résistances
de 1 kW
et effectuez les liaisons illustrées figure 9-a.
Le schéma électrique du circuit réalisé
est donné figure 9-b.
3. 2. - ESSAI DE FONCTIONNEMENT
a) Placez les interrupteurs
SW0,
SW1 et
SW3
sur la position 0.
b) Mettez le digilab sous tension.
c) Observez les LED
L0 et L4: elles sont éteintes.
d) Commutez à plusieurs
reprises SW1: vous observez que les
deux LED restent éteintes.
Vous avez ainsi vérifié que
SW1
n'influence pas le circuit, ce qui montre que
SW1
n'est pas relié à une entrée mais à une sortie.
e) Commutez à plusieurs
reprises SW0: vous observez que la
LED
L0 s'allume et s'éteint selon la position de
SW0
en même temps que la LED L4, ce qui
signifie que SW0
est relié à une entrée.
f) Commutez maintenant
SW1
: vous constatez qu'il n'a aucune influence sur le circuit.
Vous venez de vérifier par la
pratique l'hypothèse selon laquelle la borne 1A
est l'entrée du circuit et la borne 1B la
sortie.
g) Placez SW3
sur la position 1: vous appliquez
ainsi un niveau haut sur les entrées de contrôle GBA
et AB.
h) Répétez les essais précédents
en commutant SW0 et
SW1
: vous constatez que, dans ce cas,
SW0
n'a plus d'influence sur le circuit tandis que SW1
en assume le contrôle ; on en déduit donc que la borne 1B
est devenue l'entrée tandis que la borne 1A
est devenue la sortie.
i) Éteignez le digilab.
j) Supprimez la liaison entre
la broche 1 et la
broche
13, raccordez SW3 à la
broche
13 et la
broche 1 (AB)
à la tension positive (+). Placez enfin
SW3
sur la position 0.
k) Allumez le digilab :
vous constatez qu'une commutation quelconque de SW0
et SW1 est aussitôt traduite par
L0
et L4 sans influencer l'autre côté du
circuit.
Nous pouvons donc dire que le buffer
ne joue aucun rôle et que tout se passe comme si SW1
était seulement en contact avec L4 et
SW0
avec L0.
l) En coupant à chaque fois
l'alimentation, répétez les essais précédents pour les trois autres buffers
du circuit intégré ; celui-ci sera ainsi complètement testé.
NOTE :
Si l'on applique à l'entrée
AB
un niveau bas et à l'entrée GBA un
niveau haut, les deux triggers de Schmitt sont validés. Ce mode de
fonctionnement n'est cependant pas intéressant puisque aucune des deux bornes
ne pourrait être considérée comme entrée.
m) À la fin des essais, éteignez
le digilab.
DEUXIÈME ESSAI : TEST DU BUFFER 74LS245
Dans cette deuxième phase de l'expérience,
vous allez tester le circuit intégré 74LS245 ;
il s'agit d'un transceiver à huit voies dont le schéma électrique est reporté
figure 10.
Ce buffer bidirectionnel est
fondamentalement identique à celui vu précédemment : la seule différence
réside dans le nombre de voies (huit au lieu de quatre) et dans les contrôles.
Les entrées de contrôle AB
et GBA ont été réunies en une
seule appelée DIR (abrégé de direction) ;
il y a en plus une entrée de contrôle appelée ENABLE
(enable = validation) qui, lorsqu'elle est au niveau haut, met le buffer à l'état
haute impédance et l'isole du reste du circuit.
3. 3. - RÉALISATION DU CIRCUIT
a) Enlevez de la matrice tous
les composants et liaisons relatifs à l'expérience précédente.
b) Insérez le circuit intégré
74LS245 et les deux résistances de
1
kW
sur la matrice et effectuez les liaisons indiquées figure 11-a.
Le schéma du montage réalisé est
donné figure 11-b. La méthode de test du buffer 74LS245
est la même que celle adoptée pour le buffer 74LS243.
c) Mettez les quatre
interrupteurs sur la position 0.
d) Mettez le digilab sous
tension et commutez SW0 et
SW1
sur la position 1 en observant les effets
sur les LED L0 et
L4; vous constatez que si SW2 est sur
0
(entrée DIR au niveau bas), la borne
B8
fonctionne comme entrée et la borne A8
comme sortie. Si SW2 est sur la position
1
(entrée DIR au niveau haut), c'est
l'inverse qui se produit :B8
fonctionne comme sortie et A8 comme entrée.
e) Observez maintenant les
effets produits par SW3 si on le met sur la
position 1: en commutant
SW1
et SW0, vous constatez que le buffer est
isolé, c'est-à-dire que L0 et
L4 s'allument et s'éteignent indépendamment l'une de l'autre.
Cela signifie que l'entrée de contrôle
valide le passage des signaux à travers le buffer seulement
lorsqu'elle est au niveau bas et interdit ce passage lorsqu'elle est au niveau haut.
f) Arrivé à ce stade, vérifiez
le fonctionnement des autres buffers contenus dans le circuit intégré en procédant
de la même manière que pour le premier.
g) L'essai du circuit terminé,
éteignez le digilab.
3. 4. - CONCLUSION
Cette expérience vous a permis
d'examiner deux buffers bidirectionnels, l'un à quatre voies du type 74LS243
et l'autre à huit voies du type 74LS245.
Les deux buffers ont un
fonctionnement identique et ils se différencient seulement par les entrées de contrôle.
La figure 12 présente le tableau de
fonctionnement du 74LS243 tandis que la
figure 13 présente celui du 74LS245.
Ces deux tableaux résument ce que
vous avez pu constater pendant l'expérience.
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AB
et GBA qui peuvent mettre les
triggers à l'état haute impédance si elles sont activées.
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