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Test de Fonctionnement du Circuit de Remise à Zéro "RESET" :

4. - DEUXIÈME EXPÉRIENCE : TEST DE FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT DE REMISE À ZÉRO (RESET)

Ce circuit est très important car il est nécessaire avant chaque opération sur un micro-ordinateur de remettre le système à zéro.

Du point de vue électrique, la remise à zéro se réalise en envoyant un niveau bas sur "l'entrée RESET" du Z80.

Il existe deux types de RESET : un RESET automatique généré par le système lui-même et un RESET manuel obtenu en appuyant sur la touche RESET. Dans le second cas, la remise à zéro doit être synchronisée avec le fonctionnement du microprocesseur ; le "circuit de remise à zéro" permet, comme nous le verrons dans cette expérience, de réaliser cette fonction.

4. 1. - CÂBLAGE DU MONTAGE

a) Enlevez tous les composants et les liaisons utilisés dans l'expérience précédente.

b) Insérez sur la plaquette les composants nécessaires et effectuez les connexions représentées à la figure 6-a.

Tous les circuits intégrés que vous allez utiliser appartiennent à la famille TTL et sont caractérisés par une vitesse de commutation plus élevée que celle des circuits CMOS. Ces circuits sont les suivants : 74LS74 (double bascule de type D), 74L121 (monostable), 74LS00 (quadruple NAND), 74LS14 (hexa-bascule de Schmitt).

c) Vérifiez que sur le socle IC3 le circuit intégré 74C74 d'origine est bien en place.

Le schéma électrique du circuit est donné à la figure 6-b, il est identique à celui des dispositifs de certains ordinateurs, (à peu chose près).

d) Positionnez le générateur d'horloge sur la fréquence de 100 kHz.

4. 2. - ESSAI DE FONCTIONNEMENT

Examinons tout d'abord le fonctionnement du RESET (remise à zéro) au moment de la mise sous tension. La partie du circuit qui remplit cette fonction est composée de la résistance R3 de 10 kW, du condensateur C1 de 68 µF, d'un trigger de Schmitt et de la porte B. Pour visualiser le fonctionnement du circuit, on utilise dans cette phase L0 et L4 respectivement reliées à l'alimentation et à la sortie du circuit de remise à zéro.

a) En observant attentivement L0 et L4, allumez le digilab : vous constatez que L4 s'allume un court instant après L0, c'est-à-dire que la sortie de la porte D reste au niveau bas pendant un bref instant, le temps nécessaire à la remise à zéro du microprocesseur.

Examinons maintenant le fonctionnement du circuit de la touche de remise à zéro. Comme celui-ci ne produit qu'une impulsion négative très brève qui ne peut être observée sans instruments, on utilise un circuit permettant de détecter les fronts de montée, constitué d'un circuit intégré 74C74 monté sur le support IC3 du digilab, c'est-à-dire sur le circuit imprimé.

b) Appuyez sur le bouton P1. Vous positionnez ainsi le circuit détecteur de fronts de montée ; en effet, vous venez de remettre, grâce à cette action, la bascule est à 0 ; sa sortie Q étant à 0, la LED L7 est éteinte.

      Enfoncez puis relâchez immédiatement le bouton P0. Par cette action, vous venez de produire une impulsion négative de 20 µs, impulsion observée par le détecteur de fronts de montée.

      Regardez L7 : elle est allumée, indiquant ainsi que le front de montée de l'impulsion négative a fait changer d'état la bascule insérée dans le support IC3 du digilab.

L'essai étant terminé, éteignez le digilab.

4. 3. - CONCLUSION

Le circuit examiné (figure 6-b) se compose de deux parties distinctes.

a) La première intervient lorsqu'on met sous tension le circuit Computer. Dans ce cas, le condensateur C1 est chargé à travers la résistance R3 pendant environ 0,6 seconde durant lesquelles l'entrée du trigger de Schmitt est maintenue au niveau bas. Ceci permet à la sortie de la porte D de rester au niveau bas le temps nécessaire à la remise à zéro (RESET) du microprocesseur.

La figure 7 montre comment varie la tension en différents points du circuit.

La diode 1N4148 a pour fonction de décharger rapidement le condensateur C1 lorsque l'on coupe l'alimentation de façon qu'il soit prêt à être rechargé dès la remise sous tension.

b) La seconde partie du circuit, au moyen de laquelle on remet le circuit dans les conditions initiales pendant que le microprocesseur travaille, est plus complexe puisqu'il est nécessaire de synchroniser la remise à zéro avec le signal M1 que le microprocesseur produit lors de son fonctionnement.

La bascule FF1 y pourvoit : sur une entrée, est injecté un signal carré de fréquence 100 kHz produit par l'oscillateur CP2 du digilab qui simule le signal M1 normalement issu du microprocesseur.

Le bouton P0 simule la touche de remise à zéro ; au repos, elle est située dans une position telle que l'entrée du trigger de Schmitt TR1 soit au niveau haut. Sa sortie se trouve donc au niveau bas et le trigger force donc ainsi l'entrée CLEAR de FF1 à zéro ce qui entraîne bien évidemment la mise à zéro (RESET) de cette bascule FF1 (sortie Q à 0).

Dès que l'on appuie sur P0, le niveau de sortie du trigger de Schmitt passe à l'état haut, débloquant la bascule FF1. La première impulsion d'horloge qui arrive sur la bascule fait commuter celle-ci : sa sortie Q passe au niveau haut (puisque l'entrée D d'icelle était au niveau haut).

A la sortie Q, on observe donc un front de montée ou transition positive qui déclenche le monostable qui suit. Ce dernier produit alors une impulsion de durée déterminée soit environ 20 µs qui, au moyen des NAND C et D, remet à zéro le microprocesseur ; dans notre cas, cette impulsion de RESET est observée par le circuit détecteur d'impulsion et visualisé par la LED L7.