Les compteurs

Les compteurs

Compteurs asynchrones Essentiellement utilisés en division de

fréquence

Compteurs synchrones Interviennent dans la génération de

séquences ou dans la composition d’un nombre important de dispositifs séquentiels

Compteurs Asynchrones

Constitution générale Mise en cascade de bascules L’horloge (ou les impulsions à

compter) n’est envoyée que sur l’entrée d’horloge de la première bascule.

La sortie d’une bascule, attaque l’entrée d’horloge de la bascule suivante

Mise En Cascade De BasculesDéclenchement sur front montant

Mise En Cascade De BasculesDéclenchement sur front descendant

Division De Fréquence

Compteur Modulo N

Recherche du nombre n de bascules 2n-1 < N 2n

Décodage du nombre N-1 Fonction de détection de la combinaison

binaire correspondant à N-1 Utiliser pour forcer à 1 les bascules dont

les sorties sont à 0 A l’impulsion N, toutes les bascules

passeront à 0

Exemple: Compteur Modulo 11

Compteur Asynchrone Modulo 11Chronogramme

Compteur Asynchrone Modulo 11Chronogramme

Compteurs Synchrones

Constitution générale Les entrées d’horloge des bascules du

compteur, reçoivent toutes le même signal d’horloge.

A chaque impulsion d’horloge, un circuit combinatoire recalcule à partir des nouvelles sorties, les valeurs à appliquer aux entrées des bascules, de façon à ce que la prochaine impulsion d’horloge provoque bien le passage à l’état suivant du compteur.

Compteurs Synchrones

Etablir table de transitions En déduire la table d’excitation Déterminer les expressions

simplifiées des fonctions d’excitation

Réaliser le câblage Tester

Compteur Synchrone

Exemple: Compteur synchrone modulo 8 à déclenchement sur front montant

Compteur synchrone modulo 81- Table de transitions

Sorties présentes

Sorties suivantes

Etat Q2 Q1 Q0 Q2* Q1* Q0*

0 0 0 0 0 0 1

1 0 0 1 0 1 0

2 0 1 0 0 1 1

3 0 1 1 1 0 0

4 1 0 0 1 0 1

5 1 0 1 1 1 0

6 1 1 0 1 1 1

7 1 1 1 0 0 0

Compteur synchrone modulo 82- Table d’excitation (avec bascules D)

Sorties présentes

Fonctions d’excitation

Etat Q2 Q1 Q0 D2 D1 D0

0 0 0 0 0 0 1

1 0 0 1 0 1 0

2 0 1 0 0 1 1

3 0 1 1 1 0 0

4 1 0 0 1 0 1

5 1 0 1 1 1 0

6 1 1 0 1 1 1

7 1 1 1 0 0 0

Compteur synchrone modulo 83- Expressions simplifiées des fonctions d’excitation

D2 Q1,Q0

00 01 11 10

Q2 0 0 0 1 0

1 1 1 0 1

D1 Q1,Q0

00 01 11 10

Q2 0 0 1 0 1

1 0 1 0 1

D2 = Q2’.Q1.Q0 + Q2.Q0’+ Q2.Q1’ D1 = Q1.Q0’ + Q1’.Q0 = Q1 Q0

D0 = Q0’

Compteur Synchrone Modulo 84- Câblage du compteur

Compteur Synchrone Modulo 85- Test

Compteurs SynchronesFréquence maximale d’horloge

Fréquence maximale d’horloge

Tmin = tpce + tsetup + tpff

tpce temps de propagation maximum du circuit d’excitation

tsetup temps de conditionnement des bascules

tpff temps de propagation des bascules

Compteurs Cycliques Synchrones

Réalisation de cycles quelconques Même méthode de synthèse Présence d’états inutilisés Possibilités de défaillance

(Parasites, états pièges)

Compteur Cyclique: Exemple

Soit à réaliser le cycleC = {2,3,7,1,5,2,…}

Le nombre d’états distincts est compris entre 4 et 8, on utilisera donc 3 bascules pour coder les états. On prendra pour simplifier, des bascules D à déclenchement sur front montant.

Compteur Cyclique1- Table de transitions

État présent État suivant

État Q2 Q1 Q0 État Q2* Q1* Q0*

0 0 0 0 X X X X

1 0 0 1 5 1 0 1

2 0 1 0 3 0 1 1

3 0 1 1 7 1 1 1

4 1 0 0 X X X X

5 1 0 1 2 0 1 0

6 1 1 0 X X X X

7 1 1 1 1 0 0 1

Compteur Cyclique2- Table d’excitation

État présent Fonctions d’excitation

État Q2 Q1 Q0 D2 D1 D0

0 0 0 0 X X X

1 0 0 1 1 0 1

2 0 1 0 0 1 1

3 0 1 1 1 1 1

4 1 0 0 X X X

5 1 0 1 0 1 0

6 1 1 0 X X X

7 1 1 1 0 0 1

Compteur Cyclique3- Expression simplifiée des fonctions d’excitation

D2 Q1,Q0

00 01 11 10

Q2 0 X 1 1 0

1 X 0 0 X

D1 Q1,Q0

00 01 11 10

Q2 0 X 0 1 1

1 X 1 0 X

D0 Q1,Q0

00 01 11 10

Q2 0 X 1 1 1

1 X 0 1 X

D2 = Q2’· Q0 D1 = Q2’ · Q1 + Q2 · Q1’

D0 = Q2’ + Q1

Compteur Cyclique4- Câblage du compteur

Compteur Cyclique5- Test

Compteur Cyclique6- États parasites

Avec le câblage retenu: Si l’état 0 survient (parasite, mise sous

tension)Les entrées D2, D1 et D0 prendront

respectivement les valeurs 0, 0 et 1. A l’impulsion suivante, le système regagnera donc l’état 1, faisant partie du cycle

Si l’état 4 survient, on regagne l’état 2 Si l’état 6 survient, on regagne l’état 1 Il n’y a donc pas d’état piège