Bascule JK
La bascule JK est la plus polyvalente des bascules synchrones. À chaque front montant de l'horloge, ses deux entrées sélectionnent l'une de quatre actions : J=0 K=0 maintient, J=1 K=0 met Q à 1, J=0 K=1 met Q à 0 et J=1 K=1 fait basculer Q. Elle supprime l'état interdit de la bascule SR en redéfinissant cette combinaison comme une bascule utile. Les entrées asynchrones PRE et CLR priment sur l'horloge (CLR l'emporte). Toute autre bascule peut être construite à partir d'une JK, d'où son statut de primitive de référence pour l'enseignement et la conception de compteurs.
Les quatre modes JK
Pilotez J et K depuis deux interrupteurs et CLK depuis une Clock. Essayez chaque combinaison et observez Q au front suivant : maintien, mise à 1, mise à 0, bascule. La table caractéristique ci-dessous résume les quatre comportements en fonction de l'état suivant Q(t+1). Remarquez que J=1 K=1 donne la même bascule diviseur-par-deux qu'une bascule T.
| J | K | Q(t+1) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | Q(t) (hold) |
| 0 | 1 | 0 (reset) |
| 1 | 0 | 1 (set) |
| 1 | 1 | Q'(t) (toggle) |
Excitation avec conditions indifférentes
La table d'excitation JK est riche en conditions indifférentes (X) : pour faire passer Q de 0 à 1, il suffit de J=1, K étant quelconque, et ainsi de suite. Ces conditions indifférentes offrent plus de liberté au minimiseur logique, ce qui explique pourquoi les compteurs et machines à états à base de JK nécessitent souvent moins de portes que ceux à base de D.
| Q(t) | Q(t+1) | J | K |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | X |
| 0 | 1 | 1 | X |
| 1 | 0 | X | 1 |
| 1 | 1 | X | 0 |
Un compteur synchrone
Donnez à chaque bascule JK la même horloge et utilisez des portes ET pour que l'étage n ne bascule que lorsque tous les étages inférieurs valent 1. Comme tous les bits sont cadencés ensemble, ils changent au même front sans retard de propagation, donnant un comptage net et rapide. Ce schéma de compteur synchrone, construit à partir de primitives JK, est le modèle des circuits du commerce tels que le 74LS163.
Citations
- Eccles, W. H., & Jordan, F. W. (1919). A trigger relay utilising three-electrode thermionic vacuum tubes. Radio Review, 1(3), 143-146.. Référence 1
- Katz, R. H., & Borriello, G. (2005). Contemporary logic design (2nd ed.). Pearson Prentice Hall.. Référence 2
- Shannon, C. E. (1938). A symbolic analysis of relay and switching circuits. Transactions of the American Institute of Electrical Engineers, 57(12), 713-723.. Référence 3