Les Compteurs
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Les Compteurs
Les Compteurs A). Présentation : I ). Introduction : Un compteur est un ensemble de bascules qui servent à compter les impulsions mises en entrées (Horloge). Le comptage peut-être fait dans différents codes : Binaires, B.C.D., Gray, Complémenté, … Chaque chiffre binaire nécessite une bascule : Si on compte de 0 à 110 : 1 bascule ; Si on compte de 0 à 310 : 2 bascules ; Si on compte de 0 à 710 : 3 bascules ; Si on compte de 0 à (2n-1) 10 : n bascules ; Exemple : Si on veut compter de 0 à12 combien faut-il de bascules ? Réponse : 4 bascules : (24-1) 10=15 > 12 ; (23-1) 10=7 < 12 II ). Cycle de comptage : On représente le cycle de comptage par un des graphes suivant : Exemples pour un compteur de 0 à 7 : III ). Type de compteurs Asynchrones et Synchrones : 1°). Compteur Synchrone : Sur un compteur branché en mode synchrone, toutes les entrées d’horloges des bascules sont reliées ensembles à l’entrée d’horloge du montage. Avantages : Toutes les bascules commutent en même temps Compteurs 1 JFA12 Inconvénients : Montage compliqué pour prévoir les états. 2°). Compteur Asynchrone : Sur un compteur branché en mode asynchrone, l’entrée d’horloge du montage est branchée sur l’horloge de la première bascule ; la sortie de la première bascule sert d’horloge pour la 2ème bascule, et ainsi de suite …. Avantages : Montage simple Inconvénients : A cause des décalages temporels, ne va pas haut en fréquence B). Les compteurs Asynchrones : I ). A l’aide de bascules D : 1°). Compteur de base à l’aide de bascules D : Si on réalise le schéma suivant : Ck D Q CLK Q Q On a alors les chronogrammes suivants : Ck . . . t Q t On obtient un montage de base de Diviseur par 2 de la fréquence d’horloge d’entrée. 2°). Compteur à l’aide de bascules D : Si on réalise le schéma suivant : Compteurs 2 JFA12 QA D Ck A CLK QB Q D Q CLK B QC Q D Q CLK C Q Q On a alors les chronogrammes suivants : Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 t On remarque que si l’on prend les sorties QC.QB.QA, on obtient le nombre de fronts d’horloge que l’on a eu en entrée, on a donc réalisé un compteur. Cycle de Comptage : 0 7 1 6 2 5 3 4 Compteurs 3 JFA12 3°). Décompteur à l’aide de bascules D : Si on réalise le schéma suivant : QA D Ck A CLK QB Q D Q CLK B QC Q D Q CLK C Q Q On a alors les chronogrammes suivants : Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 t De même que si l’on prend les sorties QC.QB.QA, on obtient le décompte du nombre fronts d’horloge que l’on a eu en entrée, on a donc réalisé un décompteur. Cycle de décomptage : Compteurs 4 JFA12 0 7 1 6 2 5 3 4 En résumé, si on a des bascules front montants, on réalise un décompteur, alors que si on a des bascules fronts descendants, on réalise un compteur. 4°). Comptage incomplet à l’aide de bascules D : On cherche à réaliser un comptage de 2 à 5 par exemple. Si on utilise des bascules avec Set et Reset, il suffit de faire un reset ou un set des bascules au nombre de fin +1 ici 6 (1102) pour obtenir le nombre de départ voulu ici 2 (0102). On réalise alors le schéma suivant : & Q CLK D Q CLK S CLK Q B Q R D S Q A QC R Ck S D QB R QA Q C On a alors à la mise sous tension le chronogramme suivant : Compteurs 5 JFA12 Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 1 2 3 4 5 2 3 4 5 t On peut tracer le graphe de comptage suivant : 0 7 1 6 2 5 3 4 5°). Exercice : Réaliser un décompteur de 6 à 2 avec des bascules D. Solution : On réalise un décompteur de 7 à 0 ; puis pour le nombre 1 (0012), on fait un set et reset à 6 (1102) des bascules. Compteurs 6 JFA12 & Q CLK D Q CLK S CLK Q B Q R D S Q A QC R Ck S D QB R QA Q C On obtient alors les chronogrammes suivants : Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 7 6 5 4 3 2 6 5 4 t On peut tracer le graphe de décomptage suivant : Compteurs 7 JFA12 0 7 1 6 2 5 3 4 II ). A l’aide de bascules JK : 1°). Compteur de base à l’aide de bascules JK : Si on réalise un des schémas suivants : V CC 14 14 1 Ck 3 J Q 12 Q Ck CLK J 1 Q J Q Q CLK 3 K 12 Q K 13 13 Q VCC 14 1 Ck 3 12 Q 14 CLK K Q Ck 13 VCC 1 3 J Q 12 Q CLK K Q 13 On obtient de même un montage de base de Diviseur par 2 de la fréquence d’horloge d’entrée. 2°). Compteur à l’aide de bascules JK : Si on réalise le schéma suivant : QA VCC VCC 14 Ck QB 1 3 J Q 12 K VCC 14 1 CLK Q 13 QC 3 J Q 12 1 CLK K 14 Q 13 3 J Q 12 CLK K Q 13 On a alors les chronogrammes suivants : Compteurs 8 JFA12 Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 t 3°). Décompteur à l’aide de bascules JK : Si on réalise le schéma suivant : QA VCC VCC 14 Ck QB 1 3 J Q 12 K VCC 14 1 CLK Q 13 QC 3 J Q 12 1 CLK K 14 Q 13 3 J Q 12 CLK K Q 13 On a alors les chronogrammes suivants : Compteurs 9 JFA12 Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 t De même que si l’on prend les sorties QC.QB.QA, on obtient le décompte du nombre fronts d’horloge que l’on a eu en entrée, on a donc réalisé un décompteur. En résumé, si on a des bascules front montants, on réalise un décompteur, alors que si on a des bascules fronts descendants, on réalise un compteur. 4°). Comptage incomplet à l’aide de bascules JK : On cherche à réaliser un comptage de 3 à 5 par exemple. Si on utilise des bascules avec Set et Reset, il suffit de faire un reset ou un set des bascules au nombre de fin +1 ici 6 (1102) pour obtenir le nombre de départ voulu ici 3 (0112). On réalise alors le schéma suivant : & QA 1 CLK K 14 Q 13 3 J Q 12 1 CLK K 14 Q 13 3 J S 3 12 Q R 1 Q R Ck J R 14 QC VCC S VCC S VCC QB Q 12 CLK K 13 On a alors les chronogrammes suivants : Compteurs 10 JFA12 Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 1 2 3 4 5 3 4 5 6 6 t 5°). Décomptage incomplet à l’aide de bascules JK : On cherche à réaliser un décomptage de 5 à 3 par exemple. Si on utilise des bascules avec Set et Reset, il suffit de faire un reset ou un set des bascules au nombre de fin -1 ici 2 (0102) pour obtenir le nombre de départ voulu ici 5 (1012). On réalise alors le schéma suivant : QA & QB QC 1 CLK K 14 Q 13 3 J Q 12 1 CLK K 14 Q 13 3 J S 3 12 Q R 1 Q R Ck J R 14 VCC S VCC S VCC Q 12 CLK K 13 On a alors les chronogrammes suivants : Compteurs 11 JFA12 Ck . . . . . . . . . t QA t QB t QC t QC.QB.QA 0 7 6 5 4 3 5 2 Compteurs 12 4 3 5 2 JFA12 t