Étude d'une Transmission de Données de type Série Synchrone :
8. - QUATRIÈME EXPÉRIENCE : ESSAI DE FONCTIONNEMENT D'UNE TRANSMISSION DE DONNÉES DE TYPE SÉRIE
SYNCHRONE
Dans l'expérience précédente,
vous avez constaté comment il est possible de charger un registre et d'en décaler
son contenu vers une sortie unique.
Dans cette manipulation, vous allez
charger dans un circuit à décalage des informations relatives à l'état de
huit entrées, les transmettre sur un seul fil de liaison et les retrouver
toutes les huit en parallèle sur un autre registre placé au bout de la ligne
de transmission.
8. 1. - RÉALISATION DU CIRCUIT
a) Enlevez de la matrice le
circuit intégré MM 74C165 et toutes les
liaisons relatives à l'expérience précédente.
b) Introduisez sur la matrice
les circuits intégrés MM 74C164 et
MM
74C165 dans la position indiquée à la figure 36-a et effectuez les
raccordements illustrés par cette même figure.
La figure 36-b montre le schéma électrique
du circuit que vous avez réalisé.
Comme vous pouvez le constater, les
entrées parallèles du registre MM 74C165
sont positionnées à des niveaux logiques bien précis.
Les deux registres sont placés l'un
à côté de l'autre pour des raisons d'espace et de commodité. Dans la réalité
cependant, ils sont très souvent loin de l'autre pour la transmission à
distance des informations. Vous devez donc imaginer une liaison assez longue qui
va de la sortie QH du premier registre à
l'entrée A du deuxième.
Puisque les deux registres sont
commandés par le même signal d'horloge, il faut disposer un deuxième fil de
liaison qui réunit les deux entrées CLOCK
:
pour cette raison, la transmission est dite synchrone.
Souvent, on utilise même deux
horloges différentes, une pour la transmission et une autre pour la réception.
Dans ce cas, c'est le signal transmis, lui-même, qui synchronise la réception.
Ce type de transmission est dit asynchrone.
c) Introduisez la fiche dans
la prise du secteur et mettez sous tension le digilab.
d) Placez
SW0
sur la position 0. Le registre
parallèle-série fonctionne alors en mode LOAD
et les niveaux présents sur les entrées parallèles sont chargés sur les
sorties des différentes bascules.
e) Mettez
SW1
momentanément sur la position 0, puis
replacez-le sur la position 1: les
huit LED sont éteintes.
En effet, comme vous pouvez le voir
dans le schéma du circuit, vous appliquez de cette façon un niveau L
sur l'entrée CLEAR du registre série-parallèle.
Toutes les sorties passent donc au niveau L;
le registre est initialisé ou remise à zéro.
f) Commutez
SW0
sur la position 1: le registre
parallèle-série est prêt à fonctionner ainsi en mode SHIFT.
Le contenu actuel des deux registres
sont représenté schématiquement sur la figure 37 (première ligne).
g) Appuyez sur
P0
: L0 s'allume. En effet, le contenu de la huitième
bascule du premier registre s'est transféré à la première bascule du deuxième
registre. Toutes les autres informations se sont également décalées d'un étage.
Le premier étage du registre parallèle-série
se trouve chargé par un niveau L puisque
l'entrée série est reliée à la masse (figure 37 - 2ème ligne).
h) Appliquez sept autres
impulsions d'horloge à l'aide du bouton P0 :
à chaque impulsion d'horloge, vous constatez un décalage d'un rang vers la
droite de l'information, comme cela est représenté sur la figure 37.
A cet instant, tout le contenu du
premier registre s'est transféré dans le second, ce que vous constatez en
observant les LED qui se trouvent dans la
situation suivante :
L0 allumée
L4 allumée
L1 éteinte
L5 éteinte
L2 allumée
L6 allumée
L3 éteinte
L7 allumée
i) Continuez à actionner
P0; après huit impulsions d'horloge, toutes les LED
sont éteintes.
Le deuxième registre s'est en effet
chargé de tous les niveaux L qui
proviennent de l'entrée série du premier registre.
j) Mettez sur "OFF"
l'interrupteur d'alimentation et enlevez la fiche de la prise de courant.
Avec cette expérience, vous avez vérifié
le principe sur lequel est basé la transmission des informations de type série synchrone.
Les informations logiques sont
transmises par un circuit "émetteur"
sur
un seul fil grâce à un registre parallèle-série. Elles sont reçues par un
circuit "récepteur" qui est un registre série-parallèle.
Le premier registre prélève les
informations en paralléle et les transmet l'une après l'autre en série, le
deuxième les reçoit l'une après l'autre et les présente ensuite simultanément
en parallèle.
Naturellement, il est nécessaire de
connaître le moment exact où les informations doivent être relevées sur les
sorties du registre "récepteur". Dans
notre cas, nous avons compté le nombre des impulsions d'horloge appliquées au
circuit ; à la huitième impulsion, vous avez observé les sorties du deuxième circuit et vous vous êtes assurés qu'elles correspondaient bien aux
entrées du premier circuit.
En réalité, ce comptage est fait
automatiquement par des circuits appropriés qui signalent que toutes les informations sont arrivées, donc disponibles pour la lecture.
9. - CINQUIÈME EXPÉRIENCE : ÉTUDE DU FONCTIONNEMENT D'UN REGISTRE A DÉCALAGE REBOUCLÉ SUR LUI-MÊME
Avec cette manipulation, vous allez vérifier comment il est possible de conserver l'information contenue dans un
registre à décalage.
Dans l'expérience précédente,
vous avez vu que le contenu du registre parallèle-série MM
74C165 était transféré dans le registre série-parallèle
MM
74C164 et qu'après cette opération, le registre parallèle-série
avait perdu son contenu.
Au cours de cette expérimentation,
vous allez voir comment on peut conserver l'information sur le lieu de
transmission comme sur le lieu de réception en rebouclant sur lui-même le
premier registre de manière à ce que l'information y circule en permanence.
9. 1. - RÉALISATION DU CIRCUIT
Modifiez les raccordements du
circuit relatifs à l'expérience précédente, comme illustrés à la figure
38-a et précisés ci-dessous :
Débranchez de la masse les entrées
B
et F (broches
12 et 4) du circuit intégré
MM
74C165 et reliez-les au "+".
Débranchez du "+"
l'entrée E (broche
3) du MM 74C165 et reliez-la à
la masse.
Débranchez de la masse l'entrée série (broche
10) du MM 74C165
et reliez-la à
la sortie QH (broche
9).
Avec ces nouvelles liaisons, vous
avez simplement changé les niveaux logiques appliqués aux entrées parallèles
du registre parallèle-série. De plus, vous avez relié sa sortie sur son entrée
série comme vous pouvez le voir sur le schéma électrique de la figure 38-b.
9. 2. - ESSAI DE FONCTIONNEMENT
a) Placez SW1
sur la position 0, introduisez la fiche dans
la prise de courant et mettez sous tension le digilab : toutes les LED
sont éteintes puisque l'entrée CLEAR est
activée.
b) Mettez SW0
d'abord sur la position 0, puis
sur la position 1 : vous avez ainsi
chargé le registre parallèle-série. Le contenu des deux registres est indiqué
sur la figure 39-a.
c) Mettez SW1
sur la position 1
et appuyez surP0
: la LED L0 s'allume.
d) Appuyez sept autres fois
sur P0 : vous constatez que le second
registre a reçu tout le contenu du premier, ce qui vous est indiqué par l'état
des huit LED.
Jusque-là, tout s'est déroulé
comme dans l'expérience précédente. Le contenu actuel des registres est montré
à la figure 39-b.
e) Actionnez P0
plusieurs fois: vous constatez que les
LED
ne s'éteignent pas comme dans la quatrième expérience, mais continuent à
s'allumer et à s'éteindre suivant le décalage de l'information.
En effet, le premier registre
conserve son contenu, car sa sortie est rebouclée sur son entrée.
A présent, au lieu de décaler
l'information au moyen de P0, celle-ci sera
décalée automatiquement grâce au signal d'horloge fourni par l'oscillateur du
digilab.
f) Coupez l'alimentation en
mettant l'interrupteur sur la position "OFF".
g) Mettez SW0
et SW1 sur la position
0.
h) Modifiez le raccordement
entre la broche 2 (CLOCK)
du circuit intégré MM 74C165 et le contact
P0
en le déplaçant sur le contact CP1
comme indiqué sur la figure 40, où la liaison précédente est représentée en
pointillé.
i) Reliez le contact
COM1
du premier générateur d'horloge du digilab avec le contact repéré par
l'inscription 10 Hz.
(Voir figure 40).
Ainsi câblé, le générateur
fournit un signal rectangulaire de fréquence 10 Hz.
Ce même signal rectangulaire, à travers le contact CP1,
est appliqué aux entrées CLOCK des deux
registres ; de cette façon, la progression de l'information dans les
registres ne sera plus commandée manuellement par l'intermédiaire du bouton P0,
mais automatiquement par les impulsions du générateur d'horloge.
j) Alimentez le digilab et
mettez SW0
sur la position 1: le premier registre est chargé et les LED
sont éteintes puisque SW1 est sur la
position 0.
k) Mettez à présent
SW1
sur la position 1 : les sorties du registre
série-parallèle ne sont plus forcées à l'état 0.
Ce registre commence donc à se charger et à chaque impulsion d'horloge, vous
voyez l'information se décaler comme en témoignent l'allumage et l'extinction
des LED.
Avec la procédure décrite
ci-dessus, vous pouvez effectuer le décalage de n'importe quelle combinaison de
LED allumées ou éteintes. Pour cela, il
suffit de changer les niveaux appliqués sur les entrées parallèles et ensuite
de les charger dans le registre parallèle-série.
En conclusion, cette expérimentation
vous montre comment conserver l'information à l'intérieur d'un registre en
reliant simplement la sortie à l'entrée.
Tout le monde connaît les
inscriptions lumineuses qui défilent en se répétant périodiquement :
le fonctionnement des circuits avec lesquels ces jeux de lumière sont réalisés
est basé sur le même principe que les registres à décalage rebouclés sur
eux-mêmes.
Outre ceux expérimentés dans cette
pratique, il existe d'autres types de registres, décrits dans une théorie ultérieure,
comme par exemple les registres dynamiques.
Dans la prochaine
pratique, vous examinerez les compteurs et
les diviseurs de
fréquence.
Étude du fonctionnement d'un Registre à Décalage Rebouclé sur lui-même
Débranchez de la masse les entrées
B
et F (broches
12 et 4) du circuit intégré
MM
74C165 et reliez-les au "+".
en le déplaçant sur le contact CP1
comme indiqué sur la figure 40, où la liaison précédente est représentée en
pointillé.
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