| But |
Principe 1 |
Principe 2 |
Principe 3 |
Matériel |
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La saga que Ptitrain
a consacrée au circuit compteur 4017 pourrait rebondir cette année, si l´on faisait sauter
quelques-uns des défauts de ce petit circuit tout (trop ?) simple.
 Le fonctionnement
de base du 4017 est facile à comprendre : une entrée horloge reçoit un tic-tac (horloge)
cadencéà la vitesse que l´on désire (régulière ou irrégulière).
Une par une chacune des dix sorties présente une tension de + 12 volts. Le cycle peut être forcé
à moins de dix, par exemple 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4... |
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| But |
Principe 1 |
Principe 2 |
Principe 3 |
Matériel |
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Première amélioration possible : on veut que le compteur puisse
tourner dans un sens ou dans l´autre, à volonté ! |
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| But |
Principe 1 |
Principe 2 |
Principe 3 |
Matériel |
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Deuxième exigence : à volonté, le circuit pourra se placer
dans une position donnée (pré-positionnement). Par exemple la sortie
10 pourrait être validée à tout moment, indépendamment du cycle. |
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| But |
Principe 1 |
Principe 2 |
Principe 3 |
Matériel |
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3e
principe (non représenté graphiquement) : ce qui “sort” des dix bornes peut
être à volonté, du plus (12 V) ou rien (0 volt). On peut donc dessiner à la sortie
une onde ayant la forme qui nous plaît sans devoir jouer avec des réseaux de diodes : 0, 1, 1, 1,
0, 0, 1, 1, 0...
4e principe (non représenté graphiquement) : il peut y avoir plus de
dix sorties (seize par exemple) et elles peuvent être chaînées (32, 64 sorties...).
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5e idée : notre super-4017 sera utilisable
dans les deux sens...
6° Dans
la foulée, nous ne serons plus à une révolution près — et nous apprendrons à
faire fonctionner des horloges plus simples et moins chères que celles à 555. |
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| But |
Principe 1 |
Principe 2 |
Principe 3 |
Matériel |
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La base matérielle de notre futur “super-4017” (un
produit qui n´existe pas à l´état naturel !) sera la mise en série de deux ou
plusieurs boîtiers de circuits logiques simples ayant chacun les caractéristiques idéales pour satisfaire
aux 6 points de notre cahier des charges.
Le premier des circuits de base sera par exemple un compteur comme le
4029 qui comporte :
1° une entrée d´horloge,
comme d´habitude (c´est-à-dire comme notre vieux 4017) ;
2° une entrée de remise à zéro
(RAZ), comme d´habitude ;
3° une entrée “comptage-décomptage”
(voir “Principe 1” ci-dessus) ;
4° deux bornes de “retenue”
permettant le chaînage ;
5° une borne forçant le pré-positionnement
sur un chiffre donné (”Principe 2”) ;
6° ce chiffre étant communiqué au circuit via quatre
autres bornes selon un code binaire (quatre borones = 16 chiffres possibles de zéro à quinze) ;
7° et enfin des sorties, binaires elles
aussi, donc sur 4 bornes (0 à 15).
Nous ne nous étendrons pas outre mesure
sur la codification binaire, pour laquelle nos lecteurs n´auront que l´embarras
du choix dans la littérature ou sur Internet. Rappelons simplement ceci :
Quand on dispose d´une seule ampoule A (une ampoule, par exemple,
mais le raisonnement est le même avec des relais, interrupteurs, etc.) , qu´on ne peut que éteindre
ou allumer (code binaire, c´est-à-dire à deux positions, zéro et un), on peut communiquer
deux informations, par exemple (dans le cas d´une commande de signalisation ferroviaire)
feu rouge-feu vert. Ampoule A allumée = feu rouge. Ampoule A éteinte = feu vert.
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Avec deux ampoules, on dispose de quatre infos
possibles : A éteinte, B éteinte = feu vert. A éteinte, B allumée = feu orange.
A allumée, B éteinte = feu rouge — A allumée, B allumée = sémaphore...
Continuons : trois ampoules A, B et C = 8 possibilités.
Et enfin, avec
quatre ampoules A, B , C et D = 16 positions possibles... Stop, ça nous suffit
pour aujourd´hui ! Vérifiez dans le film ci-contre qu´il y a bien seize combinaisons pour
ces quatre ampoules, depuis “toutes éteintes” jusqu´à “toutes allumées”. |
Les informaticiens appellent ces quatre ampoules des bits. Avec
quatre bits on gère seize infos. L´ampoule A
est l´unité (comme le “9” du nombre “1789”), l´ampoule B compte les dizaines
(comme le “8” de “1789”), l´ampoule C les centaines (comme le “7” de “1789”),
l´ampoule D les milliers (comme le “1” de “1789”). Notez un point de vocabulaire : l´information
transmise par le A est moins “lourde” (de signification), son “poids” est plus faible, que celle
transmise par le “D” (de même que, dans le langage humain décimal habituel, une erreur commise
sur le 9 du nombre 1789 serait moins grave, moins lourde de conséquences, qu´une erreur sur le 1 :
1788 euros est presque identique à 1789 euros, 2789 euros est très différent !
Le tableau ci-dessous 
résume en seize lignes les seize combinaisons ; le nombre “binaire” recopie avec des 
(ampoule éteinte) et des  (ampoules allumée) le fim
ci-dessus. (Le chiffre “hexa” — rassurez-vous, sans intérêt pour aujourd´hui —
est une représentation abrégée, sténographique... On en aura peut-être besoin un autre
jour.)
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Ampoule
sur la sortie D
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Ampoule
sur la sortie C
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Ampoule
sur la sortie B
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Ampoule
sur la sortie A
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Combinaison
correspondante
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Le même chiffre
“en binaire”
D C B A
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Le même chiffre
“en hexa”
(abrégé)
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éteinte
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éteinte
|
éteinte
|
éteinte
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0
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0 0 0 0
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0
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éteinte
|
éteinte
|
éteinte
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allumée
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1
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0 0 0 1
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1
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éteinte
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éteinte
|
allumée
|
éteinte
|
2
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0 0 1 0
|
2
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éteinte
|
éteinte
|
allumée
|
allumée
|
3
|
0 0 1 1
|
3
|
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éteinte
|
allumée
|
éteinte
|
éteinte
|
4
|
0 1 0 0
|
4
|
|
éteinte
|
allumée
|
éteinte
|
allumée
|
5
|
0 1 0 1
|
5
|
|
éteinte
|
allumée
|
allumée
|
éteinte
|
6
|
0 1 1 0
|
6
|
|
éteinte
|
allumée
|
allumée
|
allumée
|
7
|
0 1 1 1
|
7
|
|
allumée
|
éteinte
|
éteinte
|
éteinte
|
8
|
1 0 0 0
|
8
|
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allumée
|
éteinte
|
éteinte
|
allumée
|
9
|
1 0 0 1
|
9
|
|
allumée
|
éteinte
|
allumée
|
éteinte
|
10
|
1 0 1 0
|
A
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allumée
|
éteinte
|
allumée
|
allumée
|
11
|
1 0 1 1
|
B
|
|
allumée
|
allumée
|
éteinte
|
éteinte
|
12
|
1 1 0 0
|
C
|
|
allumée
|
allumée
|
éteinte
|
allumée
|
13
|
1 1 0 1
|
D
|
|
allumée
|
allumée
|
allumée
|
éteinte
|
14
|
1 1 1 0
|
E
|
|
allumée
|
allumée
|
allumée
|
allumée
|
15
|
1 1 1 1
|
F
|
|
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