74LS273 : Utilisation de flip-flops de type D

[FabAppleII]

Bonjour à tous,

J'ai un souci que je ne m'explique pas.
Voici le montage que j'ai réalisé, pour faire un test de fonctionnement d'un 74LS273, qui contient 8 flip-flop de type D avec un clear.
Le fonctionnement est le suivant : les changements d'état des entrées D sont sans effet sur les sorties Q sauf au moment où un front montant se présente sur CLK, auquel cas les états des entrées D sont recopiées sur les sorties Q.

J'utilise uniquement les entrées 1D et 2D, et j'observe le résultat sur les 2 LED.
Les boutons poussoirs Data1 et Data2 (ce sont des poussoirs dans mon montage, je n'avais que des interrupteurs sur mon logiciel, désolé) permettent de choisir un état haut ou bas pour 1D et 2D.
Lorsque j'appuie sur le poussoir Clock, l'état des poussoirs Data1 et Data2 est recopié sur les LED : allumée pour haut, éteinte pour bas.
A noter que je raccorde le /CLR au +5V pour ne pas être en mode "clear".

Si je ne câble que Data1 - LED1 : ça marche très bien, la LED1 s'allume si j'appuie sur Data 1 + je presse Clock un bref instant. Si je presse Clock seul, la LED s'éteint.

Si je ne câble que Data2 - LED2 : ça marche très bien. Même fonctionnement.

Si je câble les 2, comme représenté sur le schéma, j'ai un souci étrange : lorsque j'appuie à répétitions sur Data2, et sans appuyer sur Clock, la LED 2 va parfois s'illuminer / s'éteindre. En clair, j'obtiens une recopie plus ou moins aléatoire de Data2 sans impulsion sur Clock. En revanche, Data1 ne provoque aucun dysfonctionnement et se comporte normalement.

Mon sentiment : le circuit tel que je l'ai monté doit provoquer une interférence qui présente un front montant sur CLK.
Est-ce le cas ? Si oui pourquoi ? Et comment régler le problème ?

Je vous joins également le datasheet du 74LS273.

Mille mercis pour vos éclairages !
Fabien

Test 74LS273_schéma.png

sn74ls273.pdf
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[DAT44]

Bonjour,
l'alim du 273 est bien découplé ? (condo céramique C2 est bien câblé au plus prés ...,tu essayer avec un 100nF ou plus ? )

[DAT44]

Bonjour,

Inverse les résistances et les Switchs, normalement les résistances doivent être câblé en pull-up ...

[FabAppleII]

Bonsoir DAT44 !
Yes, découplée avec un C2 céramique à 10nF au plus près du 74LS273.
Testé avec 100nF et avec 330nF : ça ne change rien, problème identique.

Petit test complémentaire : j'ai déconnecté la patte CLK du reste du circuit, et la manipulation de Data2 n'a plus aucun effet. Totalement logique, mais ça me conforte dans l'idée que j'ai une interférence qui se présente sur cette patte CLK quand je joue avec Data2. Curieusement, c'est uniquement Data2 qui pose ce souci. Data1 n'engendre aucune interférence.

[A voir en vidéo sur Futura]

[FabAppleII]

Je viens de voir ton message sur le montage à faire en pull-up. Je teste et je te dis ça.
Ca m'amène à une question pratique : comment sait-on si l'on doit câbler en pull-down ou en pull-up ?

[DAT44]

Bonjour,
c'est simple, a la différence des série 74HCxxx qui peuvent être câblé en pull-up ou en pull-down, les 74LSxxx ne peuvent être câblé que en pull-up ...

[FabAppleII]

Bon, et bien verdict : j'ai câblé Data1 et Data2 en pull-up et en effet ça marche. J'ai laissé Clock câble en pull down, pour générer le front haut en pressant sur le bouton.

Par curiosité j'ai câblé Clock en pull-up mais ça ne marche pas. Je m'attendais à ce que ça fonctionne, vu qu'en appuyant puis en relâchant le poussoir, je provoque le front haut au moment du relâchement. Mais non, ça ne fonctionne pas dans ce cas

Normal ou pas ?

En tous cas merci beaucoup DAT44, et je me note cette règle du pull-up pour les 74LS...

[annjy]

Bonjour,

quelques remarques...

- en général avec de la TTL LS, on allume les LED par un niveau bas (il y a plus de courant dans I OL que dans I OH, et encore, on plafonne à 8 mA !)
- il manque des anti-rebonds sur les interrupteurs, surtout sur la clock (ça rebondit, la lame d'un inter, et ça donne plusieurs impulsions)

cdlt,
JY

[FabAppleII]

Bonjour à tous,

DAT44,
Après le succès du pull-up sur 2 entrées, j'ai câblé les 8 et ça ne marche plus, il y a toujours deux ou trois sorties qui restent à l'état bas quoi qu'il arrive

Annjy,

en général avec de la TTL LS, on allume les LED par un niveau bas (il y a plus de courant dans I OL que dans I OH, et encore, on plafonne à 8 mA !)

Bien vu, je vais tester pour voir !

il manque des anti-rebonds sur les interrupteurs, surtout sur la clock (ça rebondit, la lame d'un inter, et ça donne plusieurs impulsions)

Bien vu aussi, je me le note pour faire un montage propre. Dans l'immédiat, pas de souci, ce qui compte c'est que j'ai un front haut pour provoquer la recopie des entrées sur les sorties, alors si ça rebondit, ça ne dérange pas pour mon test. Enfin je crois

[annjy]

Re bonjour,

c'est compliqué de lire une datasheet..... http://pdf.datasheetcatalog.com/data.../375555_DS.pdf

en dehors du fait que I OH =-0,4mA, et I OL = 8mA dans les "Recommended Operating Conditions",
il y a aussi dans les "Electrical Characteristics" I CC max = 27mA (courant d'alim max)

or tu essaies d'alimenter 8 LED qui consomment chacune près de 10 mA....

Il va falloir un buffer ou des transistors.....

cdlt,
JY

[FabAppleII]

Oui, ce n'est pas simple de bien les interpréter tout le temps. Bien vu pour le Icc.
Je viens de faire un test avec 2 LED du coup (pour ne pas tirer plus que 20mA sur le 74LS273), et en allumant les LED sur un état bas du 74LS273 comme tu me l'as conseillé, plutôt qu'un état haut comme je le faisais avant.
Ca donne le schéma ci-dessous.

Bilan : la LED1 se comporte fidèlement au fonctionnement attendu (transmission de l'état de Data1 sur la LED lorsque Clock provoque un front montant). La LED2, quant à elle, reste éteinte quel que soit l'état de Data2... Et la LED n'est pas grillée hein

Je m'énerverais presque

[jiherve]

Bonjour
TTL ou LS fonctionnent aussi avec des pull down à condition de tenir compte du IiL et du Vil : R pull down < Vil/Iil.
Pour de la LS Iil = -0.4mA(- car le courant sort) et ViL = 0.4V => Rpd< 1k.
JR

[FabAppleII]

Bonjour jiherve,

Merci pour la formule de calcul de la résistance pull-down, ce n'était pas clair pour moi.
Donc ma version d'hier était inadaptée avec des Rpd à 2,2k.

Sais-tu m'indiquer la formule de calcul d'une résistance pull-up, du coup ?
Car j'avais pris cette valeur de 2,2k en regard d'un exemple dans un vieux livre.

Merci !
Fabien

[FabAppleII]

En fait si je comprends la logique, pour la résistance de pull-up, il faut que Rpu > Vih/Iih.
Or Vih = 2V et Iih = 20μA.
Donc Rpu > 100kΩ

C'est bien cela la logique à respecter ?
Auquel cas je peux ranger mes Rpu à 2,2kΩ

[annjy]

En fait si je comprends la logique, pour la résistance de pull-up, il faut que Rpu > Vih/Iih.
Or Vih = 2V et Iih = 20μA.
Donc Rpu > 100kΩ

C'est bien cela la logique à respecter ?
Auquel cas je peux ranger mes Rpu à 2,2kΩ

re,
il faut être capable d'assurer un Iih min de 20μA pour Vih min de 2V (Iih spécifié pour 2,7V)

donc Rpu < Vih/Iih.

cdlt,
JY

[annjy]

suite:

Iih min de 20μA pour Vih de 2,7V donne une chute de tension de (5-2,7) 2,3V dans la pull-up pour un courant de 20μA

donc pull-up min = 2,3/20 10^-6 =1,15 10⁵ = 115 KOhms

A+,
JY

[FabAppleII]

Verdict (accrochez-vous) : j'avais des câbles défectueux dans mon lot de câbles pour breadboard... On devrait toujours commencer par vérifier ça !
C'est bon, ça fonctionne désormais. Donc au final mon problème initial a été réglé par le passage de pull-down à pull-up, ce qui est logique car avec des résistances à 2,2k, j'assurais un mauvais pull-down mais un bon pull-up.

L'intérêt de passer en pull-up, c'est d'inverser la logique de mon montage et de faire fonctionner mes LED sur les états bas du 74LS273 qui me procurent une intensité plus importante puisque Iol > Ioh.

Merci à tous car j'ai appris pas mal de choses au passage, mais du coup quelques points m'étonnent :

1. Icc max = 27mA mais je parviens à allumer les 8 LED, ça me surprend un peu.

2. Je garde à l'esprit que :
R pull-down < Vil/Iil
R pull-up < Vih/Iih
C'est bien ça Annjy ? Parce que tu écris ça dans ton post mais dans le suivant tu indiques "donc pull-up min = 2,3/20 10-6 =1,15 105 = 115 KOhm". C'est plutôt pull-up max non ?
Et donc mes résistances 2,2k font le boulot pour le pull-up

3. Annjy dans ton calcul de pull-up, tu ne fais pas 2,7/20 10-6 mais 2,3 car tu calcules la chute de tension dans la pull-up. Du coup les formules ce n'est pas :
Vil/Iil mais plutôt (V-Vil)/Iil
Vih/Iih mais plutôt (V-Vih)/Iih
V étant la tension d'alimentation.
Qu'en penses-tu ?

Un grand merci à tous !

[annjy]

1. ça peut tomber en marche...un certain temps. Mais le constructeur spécifie un courant d'alim max de 27mA. Ce qui veut dire qu'au delà, certaines pistes ou certains composants peuvent faire fusible...Quand on veut de la fiabilité, on respecte les specs du fabricant.

2. tu as raison. C'est pull-up max. Il faut être capable de fournir le courant min demandé par l'entrée.
après, la limite, c'est le courant qui traverse la pull-up si on met l'entrée à la masse.

3. Je pense avoir fait une légère erreur.... (comme quoi lire une datasheet n'est pas simple..)
j'ai pris 2,7V de Vi car le courant max I ih (20 μA) est spécifié pour cette valeur de Vi. Ce que j'ai zappé, c'est que c'est pour une tension d'alim Vcc= max, soit 5,25V.

Le calcul serait donc: Rmax
(Vcc max - Vih) / I ih min nécessaire = (5,25-2,7)/20 10-6 = 127,5KOhms

cdlt,
JY

PS : I ih min nécessaire c'est le Iih max spécifié. c'est ce que demande au maximum le CI pour fonctionner. Donc il faut être capable de le lui fournir

[FabAppleII]

Merci Annjy c'est clair !

Donc au final les calculs de résistances pull-up et pull-down donnent les valeurs max de résistances à employer.

Et donc on a intérêt à s'approcher de ces valeurs par le bas en prenant une petite marge, parce que si on prend une résistance de valeur beaucoup plus petite, ça fonctionnera mais le courant qui passera dedans sera important quand la pull-up sera reliée à la masse (et inversement pour la pull-down). Et du coup on consomme de l'énergie pour rien.

Ca résume bien ?

[annjy]

Merci Annjy c'est clair !

Donc au final les calculs de résistances pull-up et pull-down donnent les valeurs max de résistances à employer.

Et donc on a intérêt à s'approcher de ces valeurs par le bas en prenant une petite marge, parce que si on prend une résistance de valeur beaucoup plus petite, ça fonctionnera mais le courant qui passera dedans sera important quand la pull-up sera reliée à la masse (et inversement pour la pull-down). Et du coup on consomme de l'énergie pour rien.

Ca résume bien ?

Oui.
En général, on tourne autour de quelques KOhms ou dizaines de KOhms, tant qu'on respecte les spécifs (datasheet) du composant.
Mais tu l'as vu, ce n'est pas si simple. Il faut savoir lire une datasheet.... rare de nos jours.

Et là, on n'aborde pas le comportement en fréquence.....

Nombre de soi-disants numériciens ou informaticiens feraient bien de commencer par l'analogique...c'est la base...
mais je prêche dans le désert....

bonne soirée,
JY

[FabAppleII]

Je vais finir par être un pro des datasheets grâce à vous tous
Oui, le comportement en fréquence doit ajouter son lot de subtilités. Ca ne me concerne pas pour le petit montage que j'effectue pour le moment. Ce sera une étape ultérieure
Encore merci pour ton aide (ainsi qu'aux autres), elle a été précieuse.
Bonne soirée !

[annjy]

N'hésite pas à revenir.

tu as l'air de vouloir comprendre. Et ne pas te contenter de "copier-coller", pris parfois sur des sites douteux.
Alors si on peut t'aider... (on est quelques ex-pros...)

cdlt,
JY

[jiherve]

Bonsoir
Pour les pull up le calcul est juste mais uniquement valable dans le monde des bisounours en pratique on utilise une resistance environ équivalente à une charge TTL ou LS.
TTL 1,6 mA => 5/1,6 mA = 3,3K
LS 0,4 mA => 5/0,4mA = 12k
JR

[activmaker]

Bonjour,

Pour compléter cette conversation je propose une lecture sur le site de ti :
Designing with logic

Vraiment intéressant et complet, on y parle de TTL et CMOS, Vih,IOL et autres , je pense que c'est un document à connaitre.