Discussion :

[jackk]

Salut Artemus24, je vois que tu t'amuses bien

Je me suis inspiré du circuit CMOS, dont le plus simple est l'inverseur CMOS, composé de deux transistors, dont l'un est un N et l'autre est un P.

Pour être précis, on ne parle de NPN et de PNP qu'avec des transistors bipolaires comme ceux dont tu donnes le lien.
Avec des transistors MOS, on parle de canal N et de canal P. Les plus utilisés sont des MOS à enrichissement: un canal N conduit en lui appliquant une tension positive entre grille et source, un canal P se bloquant pour cette même tension.

Du coup, lorsque tu parles des montages que tu as testés à l'aide de NPN et PNP, ce sont de vrais NPN et PNP ou des canal N ou canal P? J'ai tendance à penser que ce sont les BC327 et BC337 que tu as en ta possession.
Mais dans ce cas, il est difficile de transposer un schéma à base de MOS en un schéma à base de bipolaires: les bipolaires ont besoin d'être polarisés correctement et demande l'adjonction de résistances de polarisation.

Il faudrait voir tes schémas pour vérifier s'ils sont "tombés en marche" ou si leur fonctionnement est garanti.

[Artemus24]

Salut Jackk.

Du coup, lorsque tu parles des montages que tu as testés à l'aide de NPN et PNP, ce sont de vrais NPN et PNP ou des canal N ou canal P?

Oui, ce sont bien les transistors PNP & NPN dont je t'ai donné le lien chez Gotronic.
Je ne possède pas, pour l'instant, de circuit CMOS.

J'ai tendance à penser que ce sont les BC327 et BC337 que tu as en ta possession.

Oui, c'est bien cela.

Mais dans ce cas, il est difficile de transposer un schéma à base de MOS en un schéma à base de bipolaires: les bipolaires ont besoin d'être polarisés correctement et demande l'adjonction de résistances de polarisation.

Je n'utilise pas les transistors nus, mais bien avec une résistance sur la patte "base".

Il faudrait voir tes schémas pour vérifier s'ils sont "tombés en marche" ou si leur fonctionnement est garanti.

J'ai reproduit le schéma de Vincent Petit et je peux t'assurer qu'il fonctionne parfaitement.

Qu'est-ce qui te dérange ?

Il existe des symboles pour désigner toutes ces portes logiques, ainsi que leur équivalent en boîtier chez Gotronic.
Je te rassure, je ne les découvre pas. Je les connaissais déjà depuis mes études d'ingénieur.

1) l'inverseur (NOT) :



--> 74HC04.

2) le OU (OR) :



--> 74HC32.

3) le ET (AND) :



--> 74HC08.

4) le NON OU (NOR) :



--> 74HC02.

5) le NON AND (NAND) :



--> 74HC00.

6) le OU EXCLUSIF (XOR) :



--> 74HC86.

7) L'EQUIVALENCE (NXOR) :



Voici la table de vérité de l'équivalence :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
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3
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6
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8
+---+---+---------+
| A | B | A <=> B |
+---+---+---------+
| 0 | 0 |    1    |
| 0 | 1 |    0    |
| 1 | 0 |    0    |
| 1 | 1 |    1    |
+---+---+--------+

qui est l'inversion du OU EXCLUSIF (XOR). Elle se note NXOR.

Je constate, avec des transistors, que l'on ne peut pas créer une porte logique (XOR & NXOR) de ce type avec un seul étage.
Il est nécessaire de combiner d'autres portes pour produire le résultat attendu.
Cela complique le montage mais avec les boîtiers ci-dessus, l'usage s'en trouve simplifié.

J'ai pu résoudre les montages pour : NOT, AND, OR, NAND, NOR.
Mais pas pour le XOR et le NXOR.
As-tu une solution simple pour ces deux montages qui sont à deux étages ?

@+

[jackk]

Non désolé, le problème ne s'étant jamais posé, je ne connais pas de schéma "simple" à transistors pour les XOR ou XNOR.

[jackk]

Quoiqu'en y réfléchissant, ce qu'on appelle un pont en H en électronique de puissance correspond du point de vue de la charge en une fonction XNOR: si les 2 entrées sont au même niveau logique il n'y a aucune tension aux bornes de la charge alors que si les 2 entrées sont de niveaux inverses la charge est alimentée.
Attention cependant car la polarité aux bornes de la charge est inversée pour les combinaisons 01 et 10 des 2 entrées. Si c'est pour allumer une led par exemple, il en faudra une bidirectionnelle ou en mettre 2 tête-bêche.

D'un point de vue logique d'électronicien traditionnel, ce XNOR ne sera donc pas acceptable, mais puisque tu cherches à t'amuser en découvrant ça peut être intéressant.

[Auteur]

Quoiqu'en y réfléchissant, ce qu'on appelle un pont en H en électronique de puissance correspond du point de vue de la charge en une fonction XNOR: si les 2 entrées sont au même niveau logique il n'y a aucune tension aux bornes de la charge alors que si les 2 entrées sont de niveaux inverses la charge est alimentée.

les explications données dans le lien sont fausses. Si A=0 et B=1, Q1 (PNP) est passant, Q4 (NPN) est bloqué, Q2 (PNP) bloqué et Q3 (NPN) est passant. C'est le contraire qui est écrit.

Attention cependant car la polarité aux bornes de la charge est inversée pour les combinaisons 01 et 10 des 2 entrées.

ajoute un pont redresseur. Par contre, au final, tu vas obtenir une chute de tension importante en sortie à cause des diodes et des tensions Vce résiduelles.

[jackk]

les explications données dans le lien sont fausses. Si A=0 et B=1, Q1 (PNP) est passant, Q4 (NPN) est bloqué, Q2 (PNP) bloqué et Q3 (NPN) est passant. C'est le contraire qui est écrit.

Non, les explications sont justes. Je pense que tu as loupé les 7414 qui inversent les entrées A et B.

ajoute un pont redresseur. Par contre, au final, tu vas obtenir une chute de tension importante en sortie à cause des diodes et des tensions Vce résiduelles.

C'est sûr qu'avec une alim de 3,3V il ne va pas rester grand chose sur la charge.

[Auteur]

Non, les explications sont justes. Je pense que tu as loupé les 7414 qui inversent les entrées A et B.

ah oui, mince, je n'ai pas vu que les 7414 étaient des triggers de Schmitt avec une sortie inversée

honte à moi

[Artemus24]

Salut à tous.

Non désolé, le problème ne s'étant jamais posé, je ne connais pas de schéma "simple" à transistors pour les XOR ou XNOR.

On dit XNOR ou NXOR ? Je suppose que par la prononciation, il est plus facile de dire XNOR.

Je ne sais pas trop si j'ai raison de dire cela, mais une porte ou exclusif ressemble, en électricité, à un va-et-vient.

J'ai fait une recherche sur le net, et voici la représentation d'un XOR :



Pour obtenir une porte XNOR, il suffit de remplacer la porte AND par une porte NAND.

Question concernant la porte logique XOR avec plusieurs entrées.
Est-ce cette table de vérité :
Ou bien, au moins un mais pas tous. Ce qui donne :

Code :

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12
+---+---+---++---------+------------------+
| A | B | C || A XOR B | ( A XOR B) XOR C |
+---+---+---++---------+------------------+
| 0 | 0 | 0 ||    0    |         0        |
| 0 | 0 | 1 ||    0    |         1        |
| 0 | 1 | 0 ||    1    |         1        |
| 0 | 1 | 1 ||    1    |         0        |
| 1 | 0 | 0 ||    1    |         1        |
| 1 | 0 | 1 ||    1    |         0        |
| 1 | 1 | 0 ||    0    |         0        |
| 1 | 1 | 1 ||    0    |         1        |
+---+---+---++---------+------------------+

Je me suis toujours posé la question de savoir comment interpréter : l'un ou l'autre mais pas les deux.
Avec trois, cela ressemble plutôt à : nombre impair de bits = 1 sinon 0.

Je viens de trouver un autre porte logique : l'additionneur.
Voici sa table de vérité (s : somme, r : retenue) :

Code :

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1
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5
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8
+---+---++---+---+
| A | B || S | R |
+---+---+----+---+
| 0 | 0 || 0 | 0 |
| 0 | 1 || 1 | 0 |
| 1 | 0 || 1 | 0 |
| 1 | 1 || 0 | 1 |
+---+---++---+---+

Ce qui donne :
--> S = A XOR B
--> R = A AND B

Y-a-t-il un boîtier réalisant cela ?

@+

[jackk]

On dit XNOR ou NXOR ? Je suppose que par la prononciation, il est plus facile de dire XNOR.

XNOR est utilisé, mais je n'ai jamais vu ou entendu NXOR. Rien n'est gravé dans le marbre. Le XOR par exemple s'appelle aussi EOR dans le langage d'assemblage de certains microprocesseurs (je me rappelle, non sans émotion, d'avoir fait mes premières armes sur le vénérable 6502).

Je ne sais pas trop si j'ai raison de dire cela, mais une porte ou exclusif ressemble, en électricité, à un va-et-vient.

C'est tout à fait ça. C'est comme ça que l'on me l'a appris en tout cas.

Question concernant la porte logique XOR avec plusieurs entrées.
Je me suis toujours posé la question de savoir comment interpréter : l'un ou l'autre mais pas les deux.
Avec trois, cela ressemble plutôt à : nombre impair de bits = 1 sinon 0.

Absolument. Les XOR sont la base du contrôle de parité.

Je viens de trouver un autre porte logique : l'additionneur.
Voici sa table de vérité (s : somme, r : retenue) :

Code :

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1
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3
4
5
6
7
8
+---+---++---+---+
| A | B || S | R |
+---+---+----+---+
| 0 | 0 || 0 | 0 |
| 0 | 1 || 1 | 0 |
| 1 | 0 || 1 | 0 |
| 1 | 1 || 0 | 1 |
+---+---++---+---+

Ce qui donne :
--> S = A XOR B
--> R = A AND B

C'est ce qu'on appelle un demi additionneur ou "half adder". Le full adder possède en plus une entrée retenue permettant de propager celle-ci d'un rang au rang supérieur d'un mot binaire.

Y-a-t-il un boîtier réalisant cela ?

A l'origine, en TTL il y avait le 7483 qui a été décliné en diverses versions selon la technologie utilisée favorisant vitesse et/ou consommation : 74LS83, 74F83, etc, voire 74HC83 (même fonction mais en CMOS). Dans la série originelle CMOS (la série 40xx), il y a eu le CD4008 et ses dérivés.

[Artemus24]

Salut à tous.

je me rappelle, non sans émotion, d'avoir fait mes premières armes sur le vénérable 6502

J'ai appris l'assembleur, à l'IUT, sur le 6502 (ITT 2020 qui est une copie belge de l'Apple II+) avec le livre de Rodnay Zaks et fait quelques gammes sur le VIA 6522.

Absolument. Les XOR sont la base du contrôle de parité.

D'accord, je ne savais pas.

Je fais mes achats chez Gotronic.
Bien que j'ai quelques transistors PNP - BC327-25& NPN - BC337-25 pour tester des portes logiques simples, cela n'est pas suffisant pour passer à un niveau supérieur.
Il me faudrait des boîtiers pour faire d'autres tests. Je ne trouve pas le 74HC83, ni le cd4008.

@+

[jackk]

7483 et 4008 étaient les version originales.
On les retrouve plutôt nommés 74xx283 ou 14008 actuellement. Mais comme ces circuits ne sont plus guère utilisés aujourd'hui, ça explique leur absence chez gotronic. On peut en trouver chez Farnell par exemple: https://fr.farnell.com/webapp/wcs/st...d=700000004241

[Guesset]

Bonjour,
De mémoire, on commençait par faire des XOR avec des NAND parce que cela ne nécessitait qu'un seul boitier. Ce n'est pas idéal car les signaux ne franchissent pas tous le même nombre de portes d'où des glitchs. mais cela à l'avantage d'être simple.

Le XOR et son opposés partagent des propriétés :

• commutativité : a xor b = b xor a
• associativité : (a xor b) xor c = a xor b xor c = a xor (b xor c)

Salutations

[jackk]

Bonjour,
De mémoire, on commençait par faire des XOR avec des NAND parce que cela ne nécessitait qu'un seul boitier.

Pareil pour moi. C'était un exercice classique de créer un schéma logique à l'aide d'un seul type d'opérateur (NAND ou NOR).

Ce n'est pas idéal car les signaux ne franchissent pas tous le même nombre de portes d'où des glitchs.

En effet, mais au moment où l'on nous appris ça, on en n'était pas encore à ce genre de considération. C'est venu un peu plus tard lors de la différentiation entre logique synchrone et asynchrone lors de l'élaboration des compteurs.

[Artemus24]

Salut à tous.

@ jackk : mes achats, je les fais chez Kubii ou chez Gotronic.
Je n'ai pas trouvé chez Gotronic d'ALU. C'est dommage et c'est pas bin grave.

Toujours chez Gotronic, j'ai vu qu'ils ont des portes logiques avec trigger.
Quelle est la différence avec celles qui n'en ont pas ?
--> 74HC14 / Sextuple inverseur trigger
--> 74HC132 / 4 portes NAND trigger

Autre question, un buffer, en électronique, à quoi ça sert ?

@ Guesset : merci pour l'information, mais si j'ai besoin d'utiliser des XOR, j'utiliserai le boîtier 74HC86.
Par contre, pour créer des portes logiques de base, je n'utilise que des transistors.

les signaux ne franchissent pas tous le même nombre de portes d'où des glitchs.

Quelle est ce problème (glitch) ? Terme que je ne connaissais. En informatique, on parle plutôt de bugs.

@+

[jackk]

Je n'ai pas trouvé chez Gotronic d'ALU.

les additionneurs ne sont pas vraiment des ALU même si on peut retrouver cette dénomination sur certains sites.
Il existe de vrais ALU tels le 74LS181.

Toujours chez Gotronic, j'ai vu qu'ils ont des portes logiques avec trigger.
Quelle est la différence avec celles qui n'en ont pas ?

Les entrées sont pourvues de trigger permettant d'avoir deux seuils de basculement différents selon que le signal d'entrée croit ou décroit. Cela permet d'améliorer l'immunité au bruit. En clair, si ta porte "classique" bascule à 2,5V environ, une porte trigger basculera à 3V si le signal d'entrée monte et 2 V s'il descend. C'est très intéressant si le signal évolue autour de 2,5V.

Autre question, un buffer, en électronique, à quoi ça sert ?

Un buffer permet d'augmenter la sortance d'un circuit. Pour simplifier, il est capable de commander des courants plus importants que les autres circuits de la même famille logique.

[Artemus24]

Salut à tous.

Merci pour vos participations à tous, qui ont été fort enrichissants.

Je clôture le sujet.

Cordialement.
Artemus24.
@+

[Artemus24]

J'ai pu résoudre les portes logiques XOR et NXOR (que je nomme EQU pour équivalent).
Pour cela, j'ai utilisé quatre transistors, deux PNP et deux NPN et ça fonctionne.

Je viens de reprendre mon étude électronique mais sur les bascules, et j'ai commencé par la bascule Reset / Set.
J'ai trouvé ce lien sur le net, que j'utilisais comme modèle, sauf qu'il indiquait utilisait 0=GND et 1=VCC. Voici le schéma :



Sauf que j'ai détruit un transistor NPN et une led, avant de comprendre que les deux BP sont reliés à la masse : 0=circuit ouvert et 1=circuit fermé et relié à la masse.
Maintenant que ça fonctionne, j'ai poursuivi mon étude avec la bascule RSH.
Elle reprend la bascule Set/Reset en tant que cœur du montage et il y a en entrée la nouvelle broche Horloge.
Celle-ci lorsqu'elle est à 0 ne modifie pas l'état de la mémoire, si l'on sélectionne Set ou Reset.
Voici la table de vérité de la bascule RSH :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
4
5
6
7
8
9
+===+===+===+===+==========+
| H | S | R | Q | Remarque |
+---+---+---+---+----------+
| 0 | x | x | Q | mémoire  |
| 1 | 0 | 0 | Q | mémoire  |
| 1 | 0 | 1 | 0 | mise à 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | mise à 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | interdit |
+===+===+===+===+==========+

Mon problème était de savoir comment configurer ces trois nouvelles entrées avec des transistors.
Ma première idée était de remplacer les BP de la bascule RS par deux portes & que voici :
--> BP Set : porte & (Horloge ; Set)
--> BP Reset : porte & (Horloge ; Reset)
Sauf que cela ne résout pas l'état interdit, que j'aimerai éviter d'avoir en appuyant en même temps sur les BP Set & Reset.
En fait, j'aimera que le dernier cas de la table de vérité produise le même résultat que la deuxième ligne.
Set=1 et Reset=1 seraient équivalent à Set=0 et Reset=0, ce qui résoudrait le cas de l'interdit.

Comment résoudre cela ?

Je vois cette solution :
--> BP Set : porte & (Horloge ; Set ; non Reset)
--> BP Reset : porte & (Horloge ; Reset ; non Set)

Du coup, je n'ai plus une porte & à deux entrées mais à trois. Y-a-t-il pas plus simple comme montage ?

EDIT: je complète mon raisonnement en disant qu'une bascule D a cette solution :
--> BP Set : porte & (Horloge ; D)
--> BP Reset : porte & (Horloge ; non D)

Et la bascule JK :
--> BP Set : porte & (Horloge ; J ; non Q)
--> BP Reset : porte & (Horloge ; K ; Q)

[Artemus24]

Je constate que j'ai commis une erreur d'interprétation dans le fonctionnement de la bascule JK.
L'inconvénient de la bascule Set/Reset est la stabilité de la mémoire. Ma solution consistant à écrire :
--> Set : porte & (Horloge ; J ; non Q)
--> Reset : porte & (Horloge ; K ; Q)
ne peut pas fonctionner à cause de la propagation en retour du résultat des sorties "Q" et "non Q".

Pour les explications, nous allons admettre au départ que l'horloge est à 1, J à 1 et K à 0. La sortie "Q" sera à 0.
"Non Q" de ma fonction, donne comme résultat 1, ce qui provoque l'exécution de la porte "Set" et la sortie "Q" passe à 1.
Comme la sortie "Q" étant à 1, "non Q" de ma fonction donne comme résultat 0, ce qui provoque l'exécution de la porte "Reset" et la sortie "Q" passe à 0.
Et ainsi de suite, une alternance qui provoque une instabilité de la mémoire.

Pour résoudre ce problème, il faut deux bascules RS, l'une servant de maitre et l'autre d'esclave.
La première bascule fonctionne disons sur le front montant de l'horloge, tandis que la seconde bascule fonctionnera sur le front descendant.
A partir de ce montage, il n'y a plus d'alternance, mais personnellement, je trouve cela bien compliqué, juste pour éviter ce problème.

Je trouve que la bascule D résout ces problèmes et est bien moins compliqué à mettre en œuvre.
Deux portes & à deux entrées et non trois comme dans la bascule JK.
L'état interdit ne se présente pas et aucune propagation en retour puisque l'on ne se sert pas des sorties "Q" et "non Q" dans ce montage.

A quoi sert cette bascule JK que je trouve plutôt complexe, puisque la bascule D répond en tout point à ces inconvénients ?

[Vincent PETIT]

Bonjour,

A quoi sert cette bascule JK que je trouve plutôt complexe, puisque la bascule D répond en tout point à ces inconvénients ?

Dans ta découverte de l'électronique il faut aussi considérer les évolutions historiques et des besoins de l'époque en terme d'intégration, d'optimisation, de logiques synchrones/asynchrones, des problèmes de métastabilité, etc. C'est ce qui a causé l'apparition des verrous RS, D latch, JK flip-flop puis D flip-flop et la bascule D amélioré par des entrées asynchrones /PRE et /CLR qu'on retrouve dans des FPGA. Bref, c'est grace/à cause du temps et des évolutions qu'on se retrouve avec tous ces composants qui peuvent presque s'interchanger pour certains.

Pour stocker des données (un bus de données) ou pour faire un diviseur de fréquence, une bascule D est adapté. Pour faire des compteurs les JK ont un avantage car plus souples du fait de leur table de vérité plus complète.

[Artemus24]

Salut et Merci Vincent Petit pour tes explications.

Y-a-t-il une autre façon que la bascule Set/Reset de faire une mémoire en électronique ?

Concernant cette bascule Set/Reset, selon les schémas que j'aie pu trouver sur le net, je constate que parfois le branchement se fait sur le GND et parfois sur le VCC. Je constate que le montage est correcte, à savoir, 0=circuit ouvert et 1=circuit fermé quand celui-ci est relié à GND. Mais que je n'obtiens pas le bon comportement quand j'ai 0=GND et 1=Vcc (à 5Vcc). Je ne m'explique pas ces différences que j'ai pu trouver sur le net.

A la base de tous ces montages, je retrouve la bascule Set/Reset où il y a eu évolution dans le temps. J'ai trouvé les bascules RSH, D (pour Data), T (pour Toggle) et JK. Y en a-t-il d'autres ? Je ne parles pas de la différence entre synchrone (avec horloge) et asynchrone, mais bien de montages différents pour des besoins différents.