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Groupe académique STI électronique
Académie de CAEN
 Type d’apprentissage :
Nom du thème : Feux de croisement tricolores
Titre de la séquence : Etude de FS22
 Séquence n°4 :
0%
Durée estimée : 4 heures
Première
Organisation :
Travail individuel ou en binôme
Travail en commun
100%
Acquérir
Appliquer
Choisir
Première production : 02/2010
Mise à jour : 03/2010
Fonctions traitées et contenu de programme :
.
Activité de l’élève ou du professeur par phase :
.Phase 1 : travail collectif : lecture du document Etude de FS22
Phase 2 :
Phase 3 :
Phase 4 :
Phase 5 :
Phase 6 :
Phase 7 : synthèse collective dirigée
Compétences par phase :
.
Phase
1:
Phase 2 : Déterminer ou utiliser l’expression de la fonction de transfert (E1, E4) ;
Phase 3 :
Phase 4 :
Phase 5 :
Phase 6 :
Phase 7 :
Ici on indique la compétence principale visée par cette séquence.
E1. D’établir les relations entre grandeurs d'entrée et grandeurs de sortie qui caractérisent cette
fonction ;
E4. D’évaluer que la fonction requise est assurée.
Matériel et documentation nécessaires :
Prérequis :
 Dossier technique du feu de croisement.
 Documents ressources sur les "74LS00", "74LS02".
 Document de travail amenant l’élève à comprendre la
simulation Orcad.
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Aucun
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Séance n°4 : ÉTUDE DE FS22
(Durée : 2 heures)
FEUX TRICOLORES
ÉTUDE DE FS22
Objectifs :
 Le problème consiste à valider expérimentalement la structure électronique
qui traduit la fonction FS22 "Logique de Commande" réalisée à partir du portes
logiques.
Prérequis :

Analyse fonctionnelle du "Feux tricolores de croisement",

Utilisation des appareils de mesure.
Documents ressources :

Analyse fonctionnelle du "Feux tricolores de croisement",

Schéma structurel partiel du "Feux tricolores de croisement",

Apport de connaissances sur les portes logiques.

Apport de connaissances sur les simulations avec ORCAD©.

Documentation technique des "74LS00", "74LS02".

Banc de mesure.
DOCUMENT(S) à rendre :

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L'étude rédigée.
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I.
Étude fonctionnelle :
1°). Travail demandé :
4. Rappeler le rôle de la fonction FP2.
5. Donner le nom et les caractéristiques des entrées et des sorties de FS22.
II.
Étude structurelle :
Nous étudierons seulement les opérateurs logiques entrant dans l'élaboration des signaux
A (vert1) et B (vert2) en fonction des signaux QA, QB, QC et QD.
1°). Étude théorique :

Travail demandé.
1. À partir du schéma structurel du "Feux tricolores de carrefour", redessiner le
logigramme avec les opérateurs logiques participant à la réalisation des signaux
A et B.
2. À partir du logigramme redessiné, élaborer les équations logiques simplifiées des
signaux A et B.
3. À partir des équations logiques trouvées précédemment, élaborer les
chronogrammes des variables de sorties A et B en fonction des chronogrammes
des variables d'entrées (présentées ci-dessous).
2°). Étude expérimentale (simulation) :

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Travail demandé :
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 Afin de valider l'étude théorique précédente, il vous est demandé de simuler
la structure électronique à l'aide de l'outil informatique et du logiciel Orcad.
o
Répertoire de travail: K:\travail\FS22\
o
Nom du projet: FS22
o
Librairie utiles: CD4000, 74LS
o
Nom du schéma : FS22a
 Saisir le schéma sous Capture (voir notice d'utilisation de Orcad); les
composants sont choisis en technologie TTL, c'est à dire dans la librairie 74LS.
o
Opérateur ET-NON: 74LS00
o
Opérateur OU-NON: 74LS02
 Placer dans le schéma des composants "DigClock" ou "DigStim" pour créer
les signaux des variables d'entrées.
o
Les temps portés sur les chronogrammes sont en millisecondes (ms)
o
La durée de la simulation est de 52 ms.
 Effectuer la simulation numérique (voir notice d'utilisation), afficher les
résultats et valider la structure par exploitation des résultats (comparer avec
l'étude théorique).
3°). Étude expérimentale (mesures) :

Travail demandé :
 Rappeler les équations logiques simplifiées des signaux A et B (trouvées
précédemment).
 Quels sont les niveaux logiques des signaux A et B nécessaires pour allumer
les leds A et B (voir l'annexe).
 Donner les valeurs logiques des 3 variables d'entrées (QB, QC et QD) pour
satisfaire la condition d'allumage de la Led A ainsi que pour la Led B.
 Technologie TTL :
 Redessiner le logigramme précédent mais en faisant apparaître le numéro des
broches de chaque opérateur logique. Les opérateurs logiques utilisés sont de type
74LS00 (ET-NON) et 74LS02 (OU-NON) (voir leurs documentations sur le
Memotech ou sur le site www.datasheet.free.fr).
 Réaliser le logigramme sur plaque d'essai (voir figure n°1 du document
annexe).
o
Les 3 variables d'entrées sont réalisées à partir de mini-interrupteurs (en
réalité 3 straps) et des résistances associées pour pouvoir réaliser les 2 états
logiques 1 ou 0 en fonction de la position de l'interrupteur correspondant.
o
Ne pas oublier d'alimenter les circuits logiques en 0 / +5V.
 Valider le fonctionnement du logigramme réalisant la fonction FS22
(générant les signaux A et B) pour différents états logiques des variables d'entrées
et consignez-les dans une table de vérité.
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III.
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Annexe :
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IV.
Critères d'évaluation :
Séance N°4 Etude de FS22
OBSERVATIONS
BARÈME
CRITÈRES
Étude théorique:
Équations logiques simplifiées
/2
Chronogrammes de A et B
/1
Étude expérimentale (simulation):
Relevés et interprétations pour TTL
/2
Temps de propagation
/2
Comparaison des résultats et conclusion
/1
Étude expérimentale (mesures):
Condition d'éclairement des leds A et B
/1
Liste des appareils, schéma de câblage
/1
Procédure de test
/3
Relevés et interprétations pour TTL
/2
Comparaison des résultats et conclusion
/2
Autonomie
/1
Qualité de la rédaction
/2
TOTAL
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