Le panier 1 de la voie 1 est composé de trois feux :

(1)

PROBLEME :

COMMANDE DE FEUX TRICOLORES D’UN CARREFOUR ROUTIER

I- Présentation du problème :

Ce problème consiste à étudier le fonctionnement du circuit de commande de deux panneaux des feux tricolores placés dans un carrefour routier comme le montre la figure ci-contre.

Le panier 1 de la voie 1 est composé de trois feux :

 Feu Vert (lampe V1)

 Feu Orangé (lampe O1)

 Feu Rouge (lampe R1)

Le panier 2 de la voie 2 est composé de trois feux :

 Feu Vert (lampe V2)

 Feu Orangé (lampe O2)

 Feu Rouge (lampe R2)

II- Schéma synoptique du circuit de commande des panneaux

Panier 1

Panier 2

GBF T = 4s

Système séquentiel à base de bascules

RSH

Système combinatoire

SC1

R1

O1

V1

Décodeur BCD / décimal

Système combinatoire

SC2

R2

O2

V2

Q

0

; Q

1

; Q

2

3 10 3 H

Remarque :

Le GBF fournit un signal carré (H) dont sa période est T = 4s

Panier 1

Panier 2

F1 F2

F3

Fig.1

L.S. EL AMEL Fouchana DEVOIR DE SYNTHESE N°1 Année scol : 2012 / 2013 Réalisé par : S. Dhahri TECHNOLOGIE Classe : 3

^ème

année S.Tech Date : 03 / 12 / 2012 Durée : 2 Heures

Fig.4

(2)

Commande de feux tricolores d’un carrefour routier III- Schéma de câblage du système séquentiel

IV- Chronogrammes des différentes variables du problème :

t t t t Q

0

Q

1

Q

2

H

V1

O1

R1

V2

O2

R2

t t t t t t(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

Sorties du système séquentiel

Les 3 feux du panier 1

Les 3 feux du panier 2 Signal H du

GBF

Fig. 3

1 R

S H₀

Q₀ S_D

R_DQ₀

5v

1 R

S H₁

Q₁ S_D

R_D Q₀

5v

1 R

S H₂

Q2

S_D

R_D Q₀

5v

Q

0

Q

1

Q

2

H GBF

Fig.2

(3)

Nom & prénom : ………..………. N° : ………

A- Analyse fonctionnelle :

1- En se référant à la fig.1 (page 1/6), identifier les variables d’entrée et de sortie des

fonctions F1, F2 et F3 1.5pts

2- En se référant à la fig.3 (page 2/6), compléter la table de vérité du problème 3pts

3- Sachant qu’à t = 0s, deux voitures X et Y arrivent au carrefour (X sur la voie 1 et Y sur la voie 2). En se référant aux fig.3 et fig.4 2pts a- Quelle est la voiture qui doit marquer un « STOP ». Justifier votre réponse

……….

b- Celle qui a marqué un « STOP », à quel instant peut passer ? Justifier votre réponse

………

B- Etude du circuit de commande des panneaux B-1- Etude de la fonction F1 :

La fonction F1 est un circuit séquentiel comportant trois Bascules RSH branchées en série comme le montre la fig.2 (page 2/6).

1- Quel est le mode d’action des horloges de ce circuit ? 0.5pt

………

Q

2

Q

1

Q

0

V1 O1 R1 V2 O2 R2

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Variables d’entrée Variables de sortie

F1 ……… ………

F2 ……… ………

F3 ……… ………

L.S. EL AMEL Fouchana DEVOIR DE SYNTHESE N°1 Année scol : 2012 / 2013 Réalisé par : S. Dhahri TECHNOLOGIE Classe : 3

^ème

année S.Tech Date : 03 / 12 / 2012 Durée : 2 Heures

(4)

Commande de feux tricolores d’un carrefour routier

2- Quel est le mode de fonctionnement des différentes bascules? Justifier votre réponse ………. 0.75pt

……….………

3- Avant de mettre ce circuit en marche on doit tester tout d’abord le fonctionnement de la bascule utilisée. On applique alors à cette dernière les signaux de commande représentés ci-dessous et on demande de Compléter les chronogrammes incomplets 1.5pts

B-2- Etude de la fonction F2 :

La fonction F2 est un circuit combinatoire permettant de commander le panier 1 (voir fig.1).

Nous nous proposons de réaliser ce circuit à base de portes logiques NAND 1- En se référant à la table de vérité du problème (voir question A-2-)

 donner l’expression de R1 en fonction de Q0

, Q

1

et Q

2

0.5pt

……….

 simplifier par la méthode algébrique cette équation 1pt

……….

 vérifier le résultat précédent par la méthode graphique 1pt

R1 = ……….

S R H

₀

R

_D

S

D

Q

₀

1 R

S H₀

Q₀ S_D

R_D Q₀

00 01 11 10

0 1 Q

1

Q

0

Q

2

(5)

2- Transformer l’équation simplifiée de R1 avec des portes NAND à deux entrées 1pt

……….

3- Représenter le logigramme correspondant en utilisant le circuit intégré 7400 1.5pts

B-3- Etude de la fonction F3 :

La fonction F3 donnée ci-dessous représente le circuit de commande du panier 2. Elle est réalisée par un décodeur BCD/décimal plus un système combinatoire SC2 à base de portes logiques « OU». On désire exprimer dans cette partie les variables de sortie de la fonction F3 en fonction des entrées Q

0

, Q

1

et Q

2

Q

0

Q

1

Q

2

7400

R1

0 0 0

15 A 14 B 13 C 12 D

0 1

1 2

2 3

3 4

4 5

5 6

6 7

7 9

8 10 9 11

1 2

3

1 2

3 1 2

3

1 2

3

1 2

3

Système combinatoire SC2 Décodeur

Panier 2 R2 V2 O2 Q

0

Q

1

Q

2

Fonction F3

(6)

Commande de feux tricolores d’un carrefour routier

1. Exprimer les sorties (R2, V2 et O2) en fonction des chiffres décimaux (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9) du décodeur 0.75pt



R2 = ………



V2 = ………



O2 = ………

2. En déduire alors (R2, V2 et O2) en fonction Q

0

, Q

1

et Q

2

1.5pts



R2 = ………



V2 = ………



O2 = ………

3. Montrer par la méthode algébrique que la simplification de l’équation R2 donne : R2 = Q

2

+ Q

0

. Q

1

1pt

……….

4. Transformer l’équation simplifiée de R2 avec des portes NOR à deux entrées

R2 = Q

2

+ Q

0

. Q

1

1pt = ……….

= ……….

= ………..

= ………

= ………..

5. Représenter le logigramme correspondant en utilisant le circuit intégré 7402 1.5pts

7402 Q

0

Q

1

Q

2