Cours électronique numérique complet

Cours électronique numérique complet, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Partie I : Les nombres 
1 Les systèmes de numération
1.1 La représentation polynomiale
1.2 Le système binaire
1.3 Le système octal
1.4 Le système hexadécimal
1.5 Conversion d’un système de numération à un autre
2 Codage des nombres dans les machines numériques
2.1 Représentation des nombres entiers positifs
2.2 Représentation binaire des entiers signés
2.3 Représentation des nombres réels dans un calculateur
2.4 Arithmétique binaire
2.5 En résumé
3 Les codes numériques
3.1 Codes numériques pondérés
3.2 Codes numériques non pondérés
3.3 Codes détecteurs d’erreurs et autocorrecteurs
3.4 Les codes alphanumériques
Exercices sur les nombres
Partie II :La logique combinatoire 
4 Algèbre booléenne et opérateurs logiques
4.1 Introduction
4.2 Propriétés de l’algèbre booléenne
4.3 Algèbre binaire ou algèbre de commutation
4.4 Théorèmes monovariables
4.5 Théorèmes multivariables
4.6 Opérateurs logiques élémentaires et composés
4.7 Universalité des portes NON-ET et NON-OU
5 Représentation et simplification des fonctions logiques
5.1 Méthodes de représentation des fonctions logiques
5.2 Simplification d’expressions logiques
6 Les circuits combinatoires
6.1 Circuits logiques combinatoires usuels
6.2 Synthèse des circuits combinatoires
7 Fonctions et opérateurs arithmétiques
Exercices sur les systèmes combinatoires
Partie III:Les circuits séquentiels 
8 Les bascules
8.1 Introduction
8.2 Point mémoire
8.3 Bascule RS
8.4 Bascule RS synchrone ou bascule RSH
8.5 Bascule à verrouillage (D-latch)
8.6 Bascules maître-esclave
8.7 Bascule JK
8.8 Bascule D synchrone
8.9 Bascule T
8.10 Entrées prioritaires asynchrones des bascules
8.11 Paramètres temporels des bascules
8.12 Applications des bascules
9 Registres : stockage et transfert de données
9.1 Définition
9.2 Registre de mémorisation : écriture et lecture parallèles
9.3 Registres à décalage
9.4 Registre universel
10 Les compteurs
10.1 Compteur asynchrone (à propagation)
10.2 Compteur synchrone (parallèle)
11 Méthodes d’étude des circuits séquentiels
Partie IV:Architecture des ordinateurs 
12 Concepts de base des processeurs
Partie V:Technologie des portes logiques 
13 Famille des circuits logiques
13.1 Caractéristiques d’une famille de circuits numériques
13.2 Évolution des différentes familles logiques
13.3 Présentation des différentes familles logiques
13.4 Implantation des opérateurs en technologie CMOS
Partie VI :Annexes
A Correction des exercices
Index
Bibliographie

Si le nombre de variables mises en œuvre est faible (typiquement inférieur à 10), les circuits sont réalisés directement à l’aide de la table de vérité, éventuellement après simplification de la fonction logique. Dans le cas contraire, la fonction est décomposée en différents blocs fonctionnels analysés séparément.
Le choix des composants utilisés est basé sur différents critères : nombre de boitiers, coût, disponibilité, points test, complexité des connexions, etc.
Les différents choix sont :
a) utilisation de portes simples (OU, ET, NON) ou des portes NON-OU et NON-ET;
b) développement de circuits intégrés (CI) spécialisés. Le problème du coût de développement et de fabrication impose une production en très grandes séries ;
c) utilisation de circuits intégrés combinatoires :
– MUX, DEMUX ;
– décodeurs ;
– circuits logiques programmables : PROM, PAL, etc.

Circuits logiques programmables

Introduction
La réalisation pratique d’un système logique dit« câblé» consiste à utiliser les composants CI disponibles sur le marché. Cela oblige le concepteur à décomposer un système donné en blocs fonctionnels proposés par les constructeurs et à optimiser son choix.
L’apparition des circuits adaptables dits « programmables» par le constructeur ou l’utilisateur apporte une solution à ce problème.

Structure des circuits logiques programmables
Toute fonction logique de n variables peut se mettre sous la forme d’une somme de produits. Cela implique que toute fonction logique peut être réalisée par l’utilisation d’une structure comportant deux ensembles fonctionnels :
– un ensemble d’opérateurs ET organisés sous forme de matrice permet de générer les produits des variables d’entrée ;
– un ensemble d’opérateurs OU permet de sommer les produits.
La programmation de ces circuits est possible grâce à des fu-sibles placés à chaque noeud, et consiste à griller les fusibles de manière à supprimer le contact entre les lignes.
1. PROM(Programmable Read-Only Memory)ouPLE(Programmable Logic Element)
Contrairement au FPLA dont les deux matrices sont programmables (cf. 3 page 101), les structures de type PROM voient leur matrice ET figée en usine, formant les 2 fonctions possibles des n entrées. La matrice OU reste quant à elle entièrement programmable.
– chaque sortie de la mémoire correspond à une fonction (sortie 3 états) ;
– la matrice ET correspond en fait à un décodeur n → 2 (décodeur d’adresse) ;
– une fonction est réalisée en programmant sa table de vérité, c’est-à-dire en mettant en mémoire la valeur de f pour l’ensemble des combinaisons des entrées.

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