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