Présentation
Salim Slama
Unité 3: Applications des portes logiques
Résumé
Dans cette section, nous avons exploré les diverses applications des portes logiques dans les circuits numériques. Nous avons examiné leur rôle crucial dans les circuits arithmétiques, comme les additionneurs et soustracteurs, ainsi que dans les circuits de contrôle, tels que les multiplexeurs et démultiplexeurs. Nous avons également étudié leur utilisation dans les circuits de mémoire, y compris les bascules, verrous et registres. Ces applications démontrent l'importance des portes logiques dans la conception et l'analyse de systèmes électroniques complexes.
1. Circuits arithmétiques
Additionneurs
Les additionneurs sont des circuits qui effectuent l'addition de nombres binaires. Les additionneurs les plus simples sont les demi-additionneurs et les additionneurs complets.
Demi-additionneur :
- Utilise une porte XOR pour produire la somme et une porte AND pour produire la retenue. Il additionne deux bits et produit une somme et une retenue.
| Entrée A | Entrée B | Somme (A ⊕ B) | Retenue (A · B) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
Additionneur complet:
- Combine deux demi-additionneurs avec une porte OR pour gérer les retenues supplémentaires. Il additionne trois bits (deux bits significatifs et une retenue précédente) et produit une somme et une retenue.
Soustracteurs
Les soustracteurs utilisent des portes logiques pour effectuer la soustraction binaire. Un soustracteur complet prend en compte l'emprunt.
Soustracteur complet:
- Utilise des portes XOR, AND, et OR pour produire la différence et l'emprunt. Il soustrait deux bits en tenant compte d'un emprunt précédent.
2. Circuits de contrôle
Multiplexeurs
Les multiplexeurs (MUX) utilisent des portes logiques pour sélectionner l'une des nombreuses entrées à transmettre vers la sortie.
Multiplexeur 2:1:
- Utilise des portes AND et OR pour diriger l'une des deux entrées vers la sortie en fonction d'un signal de sélection. Cela permet de choisir entre deux sources de données.
Démultiplexeurs
Les démultiplexeurs (DEMUX) utilisent des portes logiques pour diriger une seule entrée vers l'une des nombreuses sorties.
Démultiplexeur 1:2:
- Utilise des portes AND pour envoyer l'entrée vers l'une des deux sorties basées sur le signal de sélection. Cela permet de distribuer une source de données vers plusieurs destinations.
3. Circuits de mémoire
Bascules et Verrous
Les bascules et verrous sont des circuits de mémoire élémentaires qui utilisent des portes logiques pour stocker un bit d'information.
Bascule RS (Reset-Set):
- Utilise des portes NOR ou NAND pour créer un circuit bistable capable de mémoriser l'état. Elle peut être utilisée pour conserver une information binaire jusqu'à ce qu'un signal de réinitialisation ou de mise à jour soit reçu.
Registres
Les registres sont des ensembles de bascules qui stockent des mots de données. Ils sont utilisés pour stocker temporairement des données dans les processeurs et autres circuits numériques.
Registre à décalage:
- Utilise des portes logiques pour déplacer les données d'un bit à gauche ou à droite, utile dans les opérations de multiplication ou de division binaires.
Conclusion
Les portes logiques sont indispensables pour la conception et le fonctionnement des circuits numériques. Leurs applications s'étendent des circuits arithmétiques et de contrôle aux systèmes de mémoire. Maîtriser l'utilisation des portes logiques permet de concevoir des systèmes électroniques complexes et de répondre à une variété de besoins technologiques. Elles sont les blocs de construction de l'électronique moderne, rendant possible le fonctionnement des dispositifs qui sont au cœur de notre vie quotidienne.
