Utilisation d'un Multiplexeur à huit voies pour Assurer la Fonction d'un Réseau de Portes :
11. - DIXIÈME EXPÉRIENCE : UTILISATION D'UN MULTIPLEXEUR À HUIT VOIES POUR ASSURER LA
FONCTION D'UN RÉSEAU DE PORTES
Jusqu'à présent, nous avons utilisé
le multiplexeur pour commuter des signaux logiques. Dans l'expérience qui va
suivre, par contre, le multiplexeur va être utilisé pour remplacer un réseau
de portes logiques qui aurait réclamé l'emploi de plusieurs circuits intégrés.
Comme exemple d'application, nous
allons prendre, en considération l'installation de chauffage dont la représentation
schématique est donnée à la figure 35.
Une chaudière est alimentée par
deux réservoirs différents, l'un principal et l'autre de réserve lorsque l'un
des deux robinets qui règlent l'arrivée du combustible est ouvert. Ce circuit
doit en outre, indiquer si le robinet principal et le robinet de réserve sont
fermés simultanément.
Pour détecter si les robinets sont
ouverts ou fermés, on insère dans l'installation deux interrupteurs S1
et S2
commandés par les robinets.
Pour détecter la présence de
flamme dans la chaudière, on utilise une photodiode S0
comme capteur. Celle-ci, en présence de lumière, se comporte comme un
interrupteur fermé et en absence de lumière, comme un interrupteur ouvert.
Le circuit que l'on doit réaliser
sera relié à la photodiode et aux interrupteurs comme on le voit à la figure
36.
Lorsque l'on ferme un robinet, on
ferme l'interrupteur correspondant et celui-ci met à la masse l'entrée du
circuit de contrôle.
Lorsqu'un robinet est ouvert, on
ouvre l'interrupteur correspondant et une tension positive se trouve appliquée
à l'entrée du circuit de contrôle à travers la résistance reliée au "+".
De la même façon, la lumière de
la flamme rend la photodiode conductrice, ce qui porte l'entrée correspondante
du circuit de contrôle au niveau haut. En
l'absence de flamme, la photodiode est bloquée et cette même entrée passe au niveau
bas.
En associant comme d'habitude l'état
logique 1 à une tension haute et la tension
de masse à l'état logique 0, les trois capteurs fournissent les informations suivantes :
S2 = 0
robinet principal fermé
S2 = 1
robinet principal ouvert
S1 = 0
robinet de réserve fermé
S1 = 1
robinet de réserve ouvert
S0 = 0
absence de flamme
S0 = 1
présence de flamme
Il peut se présenter trois
situations différentes, à savoir :
Tout est normal ;
On est en train d'utiliser la réserve
;
Le fonctionnement est anormal.
La première situation se vérifie
quand :
S2 = 0
(robinet principal fermé). Pas de
chauffage durant l'été
S1 = 0
(robinet de réserve fermé) Pas de chauffage durant
l'été
S0 = 0
(il n'y a plus de flamme)
Pas de chauffage durant l'été
ou bien quand :
S2 = 1
(robinet principal ouvert) Période
de chauffage
S1 = 0
(robinet de réserve fermé) Période de chauffage
S0 = 1
(il y a une flamme)
Période de chauffage
Lorsque l'on utilise la réserve, on
se trouve dans la deuxième situation et l'on a :
S2 = 0
(robinet principal fermé) Période
de chauffage
S1 = 1
(robinet de réserve ouvert) Période de chauffage
S0 = 1
(il y a une flamme)
Période de chauffage
La troisième situation (fonctionnement
anormal) se vérifie pour toutes les autres combinaisons des trois
capteurs et elle doit correspondre à un signal d'alarme.
Les différentes situations considérées
sont résumées dans la table de la figure 37.
Fig. 37. - Table de
fonctionnement du circuit de contrôle.
Fig. 38. - Table de
vérité indiquant l'entrée du multiplexeur reliée à la sortie de
celui-ci lorsque l'on relie S0 à l'entrée de commande
A,
S1 à l'entrée
B et S2 à l'entrée
C.
STROBE
S2
S1
S0
La
sortie Y suit la valeur de l'entrée
0
0
0
0
D0
0
0
0
1
D1
0
0
1
0
D2
0
0
1
1
D3
0
1
0
0
D4
0
1
0
1
D5
0
1
1
0
D6
0
1
1
1
D7
1
X
X
X
Y
= 0
Relions la sortie
Y
à la LED L0. Celle-ci sera chargée
d'indiquer les trois situations ("normal",
"alarme",
"réserve") de la façon suivante :
Normal : L0
éteinte, Y = 0
Alarme :L0
clignote à la fréquence de 10 Hz, Y = 10 Hz
Réserve :L0
allumée, Y = 1.
Pour réaliser ces trois conditions,
il suffit de relier le signal désiré à l'entrée qui est validée par la
combinaison des signaux de commande du multiplexeur.
Par exemple, si S2,
S1 et S0 ont la valeur logique
0,
la LED L0
doit signaler l'état "normal"
et doit donc être éteinte. Il faut donc relier l'entrée
D0 à la masse.
Les différentes entrées seront
reliées comme suit :
Entrée D0
reliée à la masse
Entrée D1
reliée au 10 Hz
Entrée D2
reliée au 10 Hz
Entrée D3
reliée au "+"
Entrée D4
reliée au 10 Hz
Entrée D5
reliée à la masse
Entrée D6
reliée au 10 Hz
Entrée D7
reliée au 10 Hz.
11. 1. - RÉALISATION DU CIRCUIT
a) Enlevez de la matrice
toutes les liaisons et les circuits intégrés utilisés dans l'expérience précédente.
b) Insérez le circuit intégré
MM 74C151 dans la position indiquée à la
figure 39-a et effectuez les liaisons relatives à ce montage.
Vous remarquez que les entrées de
commande A, B, C sont respectivement reliées
aux interrupteurs SW0, SW1,
SW2. Ceux-ci
simulent les interrupteurs des deux robinets et la photodiode.
SW2
remplace S2, SW1 remplace
S1,
tandis que SW0 assure la fonction de la
photodiode S0.
11. 2. - ESSAIS DE FONCTIONNEMENT
a) Placez SW0,
SW1 et SW2 sur la position
0.
b) Mettez sous tension le
Digilab et observez L0 : elle est éteinte.
c) En actionnant les
interrupteurs, essayez toutes les combinaisons possibles et contrôlez si les
situations énumérées dans la table suivante se vérifient.
SW2
SW1
SW0
L0
0
0
0
Éteinte
0
0
1
Clignote à 10 Hz
0
1
0
Clignote à 10 Hz
0
1
1
Allumée
1
0
0
Clignote à 10 Hz
1
0
1
Éteinte
1
1
0
Clignote à 10 Hz
1
1
1
Clignote à 10 Hz
d) L'expérience étant
terminée, mettez hors tension le Digilab.
Vous avez ainsi constaté qu'en
utilisant un seul multiplexeur, on peut réaliser un montage d'une certaine
complexité.
Pour se rendre compte de l'économie
réalisée par l'emploi d'un multiplexeur au lieu d'un réseau de portes, tant
dans le nombre de composants utilisés que dans celui des liaisons, il suffit
d'observer le schéma de la figure 40 qui illustre une des solutions permettant
d'obtenir le même résultat mais avec des portes logiques.
Le circuit de la figure 40 nécessiterait
trois circuits intégrés standards pour sa réalisation.
Cette pratique
est terminée, la suivante sera consacrée à l'examen des mémoires.
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