Codes Numériques et Examen du Code utilisé par un Compteur

**Signet :**
Codes Numériques	Préparation du Matériel	Examen du Code utilisé par un Compteur
	Bas de page

Codes Numériques et Examen du Code utilisé par un Compteur :

Dans cette pratique, nous allons traiter de trois sujets étroitement liés : les codes, les décodeurs et les afficheurs.

Les codes sont des systèmes permettant la représentation d'informations sous forme de signaux électriques.

Les décodeurs sont des circuits qui convertissent une information codée pour le rendre plus explicite.

Les afficheurs sont des dispositifs permettant de visualiser des informations logiques.

1. - LES CODES

1. 1. - INTRODUCTION

"L'agent secret ouvrit la lettre, la déchiffra puis la détruisit. Les instructions avaient été très clairement...".

Que de fois avez-vous lu ce genre de phrases ou vu une scène de film reproduisant ce fait !

L'agent secret réussit à déchiffrer le message parce qu'il connaissait le code avec lequel il a été rédigé.

En effet, tout langage est un code. Par exemple, une conversation qui se déroule entre deux Russes est incompréhensible à la majeure partie des Français, bien que les deux interlocuteurs se comprennent puisqu'ils parlent la même langue.

A partir de ces exemples, il est possible de déduire la règle suivante :

un code, pour être valable, doit être connu aussi bien de celui qui l'émet que de celui qui le reçoit.

Dans les circuits numériques également, les signaux électriques représentant l'information à traiter sont codifiés.

Il est donc très important de connaître le code utilisé puisque ce "langage" permet la communication entre circuits numériques.

Les codes sont nombreux, mais ils reposent tous sur le fait qu'un signal électrique en électronique numérique ne peut posséder que deux niveaux logiques seulement ; à savoir un niveau L ou un niveau H.

L'ensemble des codes utilise donc les chiffres 0 et 1 qui correspondent aux deux niveaux logiques L et H.

Dans cette pratique, vous allez examiner les codes numériques, c'est-à-dire ceux qui servent à représenter les nombres.

Ceux relatifs à la transmission de lettres ou de messages du type utilisé par le télégraphe ne se seront pas traités.

1. 2. - LES CODES NUMÉRIQUES

Résumons brièvement les caractéristiques des codes numériques déjà décrits dans la théorie correspondante.

Code décimal

C'est celui que vous utilisez quotidiennement dans les opérations arithmétiques. Il utilise les dix chiffres de 0 à 9.

Chaque chiffre d'un nombre possède une pondération fonction de sa position.

C'est ce que l'on appelle couramment le chiffre des unités, des dizaines, des centaines...

Exemple :

34510 = 3 x 100 + 4 x 10 + 5 x 1

L'indice 10 précise le code dans lequel le nombre est écrit.

Code binaire

C'est celui utilisé dans les circuits numériques.

Il utilise deux chiffres 0 et 1.

Comme ci-dessus, à chaque position d'un chiffre à l'intérieur du nombre correspond une pondération.

Exemple :

101102 = 1 x 2⁴ + 0 x 2³ + 1 x 2² + 1 x 2¹ + 0 x 2⁰

= 16 + 0 + 4 + 2 + 0

= 2210 (22 en code décimal)

Code B.C.D.

Avec ce code, chaque chiffre décimal est représenté par quatre chiffres binaires (bits).

Exemple :

Code octal

Ce code, ainsi que le code hexadécimal, permet de représenter de façon plus succincte les nombres ou messages écrits en code binaire.

Il est utilisé essentiellement dans les communications homme-machine.

Ce code ne peut être utilisé dans les circuits internes des ordinateurs car les huit symboles nécessaires ne peuvent être matérialisés.

Exemple :

6258 = 6 x 8² + 2 x 8¹ + 5 x 8⁰
= 6 x 64 + 2 x 8 + 5 x 1
= 40510 (en code décimal)

Code hexadécimal

Le code hexadécimal est plus utilisé que l'octal et nécessite seize symboles de 0 à F.

Exemple :

Souvenez-vous que la caractéristique principale d'un code est sa base.

Cette dernière s'exprime par le nombre de symboles qu'elle possède.

Ainsi, le code binaire est en base deux, le code hexadécimal en base seize et ainsi de suite.

Après cette introduction, vous pouvez réunir le matériel nécessaire pour mener à bien les différentes expériences de cette pratique.

2. - PRÉPARATION DU MATÉRIEL

Prélevez les composants suivants dans l'ensemble du matériel, en votre possession.

deux résistances de 220 W - tolérance 5 %
deux résistances de 4700 W - tolérance 5 %
une résistance de 1 MW - tolérance 5%
un condensateur électrolytique au tantale de 1 µF - 10 V
une diode 1N 4148
deux transistors BC 238 (ou type équivalent)
deux afficheurs TIL 311
un circuit intégré MM 74C00
un circuit intégré MM 74C02
un circuit intégré MM 74C08
un circuit intégré MM 74C42
un circuit intégré MM 74C154
un circuit intégré MM 74C163
un circuit intégré MM 74C193

3. - PREMIÈRE EXPÉRIENCE : EXAMEN DU CODE UTILISÉ PAR UN COMPTEUR

Dans la pratique 9, vous avez examiné différents types de compteurs. A chaque combinaison des niveaux des sorties, correspond un état déterminé du compteur. Cet état vous permet de connaître le nombre d'événements totalisés par le compteur.

Les nombres assignés à ces différents états pourraient résulter d'un choix tout à fait arbitraire ; en fait, il n'en est rien car ces nombres sont relatifs à un code bien défini.

Pour vérifier ce fait, vous allez utiliser le compteur synchrone modulo 16 de type MM 74C163.

3. 1. - RÉALISATION DU CIRCUIT

a) Enlevez de la matrice et du groupe de connecteurs toutes les liaisons et les composants relatifs à la dernière expérience.

b) Mettez l'interrupteur du digilab sur la position "OFF" et branchez la fiche dans la prise secteur.

c) Introduisez le circuit intégré MM 74C163 dans la matrice et effectuez les raccordements comme indiqué à la figure 1-a.

Compteur_modulo_16_examen_du_code_utilise(1).gif

Le schéma électrique du montage effectué est indiqué à la figure 1-b.

Le compteur est câblé de la façon suivante :

Les entrées CET et CEP sont au niveau H, le compteur est ainsi validé.
L'entrée LOAD est au niveau H, donc inactive ; les entrées IN1, IN2, IN3 et IN4 ne peuvent jouer aucun rôle.
L'horloge est reliée au contact P0 ; chaque impulsion sur le bouton P0 fera donc avancer l'état du compteur.
L'entrée CLEAR est reliée au contact P1 ; au repos, l'entrée CLEAR sera inactive. En appuyant sur P1 puis sur P0 (l'entrée CLEAR est synchrone), le compteur sera mis à zéro.
Les quatre sorties Q1, Q2, Q3 et Q4 sont reliées respectivement aux quatre LED L0, L1, L2 et L3.

3. 2. - ESSAI DE FONCTIONNEMENT

a) Mettez sous tension le digilab.

L'état des quatre sorties est aléatoire.

b) Appuyez sur P1 puis sur P0 en maintenant l'appui sur les deux boutons un court instant.

Le compteur est prépositionné à zéro.

c) Appuyez sur P0, la LED L0 s'allume.

d) Appuyez à plusieurs reprises sur P0. Observez à chaque fois l'indication des LED.

Souvenez-vous qu'une LED allumée correspond à un niveau H et qu'une LED éteinte correspond à un niveau L.

Notez le niveau des sorties à chaque fois. Vous obtenez la table de la figure 2.

**Fig. 2. - Niveaux des tensions des quatre sorties obtenus en appuyant sur P0.**
Nombre de pressions sur P0	Q4	Q3	Q2	Q1
0	L	L	L	L
1	L	L	L	H
2	L	L	H	L
3	L	L	H	H
4	L	H	L	L
5	L	H	L	H
6	L	H	H	L
7	L	H	H	H
8	H	L	L	L
9	H	L	L	H
10	H	L	H	L
11	H	L	H	H
12	H	H	L	L
13	H	H	L	H
14	H	H	H	L
15	H	H	H	H

e) Mettez le digilab hors tension. Jusqu'à présent, vous n'avez rien observé de nouveau que vous n'ayez déjà vu dans la pratique précédente.

Toutefois, vous allez mettre en évidence le code utilisé par ce compteur.

Pour cela, vous allez remplacer le niveau L par le chiffre 0 et le niveau H par le chiffre 1.

Vous obtenez la table de la figure 3.

**Fig. 3. - Table obtenue à partir de la table de la figure 2 en remplaçant les lettres H et L respectivement par les chiffres 1 et 0.**
Nombre de pressions sur P0	Q4	Q3	Q2	Q1
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1
10	1	0	1	0
11	1	0	1	1
12	1	1	0	0
13	1	1	0	1
14	1	1	1	0
15	1	1	1	1

Observez attentivement cette table, ligne par ligne.

Il vous apparaît que pour chaque nombre de pressions sur P0 (qui est un nombre décimal), est écrit en correspondance le même nombre en code binaire.

Le chiffre le plus significatif (MSB) correspond à Q4 et celui le moins significatif (LSB) à Q1.

En commençant par le haut de la table, on trouve :

00002 = 0 x 2³+ 0 x 2² + 0 x 2¹ + 0 x 2⁰
= 0 x 8 + 0 x 4 + 0 x 2 + 0 x 1 = 010
00012 = 0 x 2³ + 0 x 2² + 0 x 2¹ + 1 x 2⁰
= 0 x 8 + 0 x 4 + 0 x 2 + 1 x 1 = 110
00102 = 0 x 2³+ 0 x 2²+ 1 x 2¹ + 0 x 2⁰
= 0 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1 = 210

et ainsi de suite jusqu'au nombre 1111 de la dernière ligne.

Rappelez-vous que la conversion d'un nombre décimal en un nombre binaire s'effectue par divisions successives.

Par exemple, pour convertir le nombre décimal 12 en nombre binaire, on procède de la façon suivante :

Le nombre binaire est obtenu en lisant les restes du bas vers le haut, dans le cas présent : 1210 = 11002.

En conclusion, il apparaît que ce compteur utilise le code binaire.

Avec cette expérience, il suffit d'observer l'état des LED (allumée ou éteinte) pour connaître la représentation en code binaire du nombre d'impulsions parvenues au compteur.

Dans la figure 4, les 16 combinaisons possibles de ce compteur sont représentées par l'état correspondant des LED et le nombre décimal associé à cet état.

Cliquez ici pour la leçon suivante ou dans le sommaire prévu à cet effet.	Haut de page
Page précédente	Page suivante

Nombre de pages vues, à partir de cette date : le 15 JUILLET 2019

Envoyez un courrier électronique à Administrateur Web Société pour toute question ou remarque concernant ce site Web.

Version du site : 10. 4. 12 - Site optimisation 1280 x 1024 pixels - Faculté de Nanterre - Dernière modification : 02 Septembre 2016.

Ce site Web a été Créé le, 14 Mars 1999 et ayant Rénové, en Septembre 2016.