Créée le, 19/06/2015

 Mise à jour le, 02/09/2016

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Essai de Fonctionnement des Circuits "Buffers" :


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.

Buffers_bidirectionnels_du_transceiver_74LS243.GIF

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 G_barre.gifAB 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 G_barre.gifAB 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 G_barre.gifAB 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.

74LS243_Buffers_3_Etats.GIF

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.

Liaisons_du_circuit_de_Test_du_Buffer_74LS243.JPGSchema_du_circuit_de_Test_du_Buffer_74LS243.GIF

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 G_barre.gifAB.

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 (G_barre.gifAB) 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 G_barre.gifAB 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.

74LS245_8_Buffers_3_Etats.GIF  

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 G_barre.gifAB et GBA ont été réunies en une seule appelée DIR (abrégé de direction) ; il y a en plus une entrée de contrôle appelée ENABLE G_barre.gif (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.

Liaisons_du_circuit_de_Test_du_Buffer_74LS245.JPG

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.

Schema_du_circuit_de_Test_du_Buffer_74LS245.GIF

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 G_barre.gif 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.

Tableaux_de_fonctionnement_des_buffers_74LS243_et_74LS245.GIF 

Ces deux tableaux résument ce que vous avez pu constater pendant l'expérience.


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