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Compteurs 1 JFA09 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 1 10 : 1 bascule ; Si on compte de 0 à 3 10 : 2 bascules ; Si on compte de 0 à 7 10 : 3 bascules ; Si on compte de 0 à (2 n -1) 10 : n bascules ; Exemple : Si on veut compter de 0 à12 combien faut-il de bascules ? Réponse : 4 bascules : (2 4 -1) 10 =15 > 12 ; (2 3 -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

Pdf compteur

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automatisme

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Page 1: Pdf compteur

Compteurs 1 JFA09

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

Page 2: Pdf compteur

Compteurs 2 JFA09

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 :

D Q

CLK QCk

Q

On a alors les chronogrammes suivants :

t

t

.

Q

.

Ck

.

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 :

Page 3: Pdf compteur

Compteurs 3 JFA09

QA

D Q

CLK Q

AD Q

CLK QCk

C

QCQB

D Q

CLK Q

B

On a alors les chronogrammes suivants :

t

t

02

.

t

.

QC

.

4

.

t

6

.

0

QA

t

5

QC.QB.QA

.

3 7

.

1

.

1

.

QB

Ck

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.

3°). Décompteur à l’aide de bascules D :

Si on réalise le schéma suivant :

QA QB

AD Q

CLK Q

D Q

CLK Q

C

QC

D Q

CLK Q

BCk

On a alors les chronogrammes suivants :

Page 4: Pdf compteur

Compteurs 4 JFA09

t

. t

QA

0 7

.

6 5

.

t

.

3

.

.

4

t

t

QC.QB.QA

Ck

0

.

7

QB

.

12

.

QC

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 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 :

0

1

2

3

4

5

6

7

Page 5: Pdf compteur

Compteurs 5 JFA09

Ck

D Q

CLK QRS

QB

D Q

CLK QRS

CB

&QA QC

A D Q

CLK QRS

On a alors à la mise sous tension le chronogramme suivant :

QB

.

Ck

5

t

QC

2

t

.

0

.

5 2

. .. .

1

.

QC.QB.QA

3t

4

.

3

t

4

t

QA

On peut tracer le graphe de comptage suivant :

0

1

2

3

4

5

6

7

Page 6: Pdf compteur

Compteurs 6 JFA09

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.

A B

QCQB

Ck

&

D Q

CLK QRS

C

QA

D Q

CLK QRS D Q

CLK QRS

On obtient alors les chronogrammes suivants :

3

t

.

4

.

0

QA

47t

6

t

. .

QC.QB.QA

. .

5 26 5

Ck

t.

QC

QB

.

t

.

On peut tracer le graphe de décomptage suivant :

Page 7: Pdf compteur

Compteurs 7 JFA09

II ). A l’aide de bascules JK :

1°). Compteur de base à l’aide de bascules JK :

Si on réalise un des schémas suivants :

Q

Ck

VCC

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

Ck

Q

VCC

Ck

Q14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

Ck

Q

VCC

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 :

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

QB QC

Ck

QA

VCCVCC

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

VCC

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

On a alors les chronogrammes suivants :

0

1

2

3

4

5

6

7

Page 8: Pdf compteur

Compteurs 8 JFA09

t

t

02

.

t

.

QC

.

4

.

t

6

.

0

QA

t

5

QC.QB.QA

.

3 7

.

1

.

1

.

QB

Ck

3°). Décompteur à l’aide de bascules JK :

Si on réalise le schéma suivant :

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

VCC VCC

Ck

VCC

QCQA

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K Q

QB

On a alors les chronogrammes suivants :

Page 9: Pdf compteur

Compteurs 9 JFA09

. t

t

QA

3

.

t

0

..

QB

0

Ck

.

4

.

t

QC.QB.QA

56 2

t

QC

7 1 7

.

..

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 :

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K QRS 14 12

1

3 13

J Q

CLK

K QRS

VCC

QA

VCC

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K QRS

QC

Ck

&

VCC

QB

On a alors les chronogrammes suivants :

Page 10: Pdf compteur

Compteurs 10 JFA09

t4

.

6

.

1

t

4

QA

.

5

t

t

6

t

QC

..

Ck

.

QC.QB.QA

.

0 3

.

3

QB

5

.

2

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 :

VCCVCC

Ck

QB

VCC

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K QRS

QA

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K QRS

QC

&

14 12

1

3 13

J Q

CLK

K QRS

On a alors les chronogrammes suivants :

Page 11: Pdf compteur

Compteurs 11 JFA09

Ck

4

t

3

QA

QC.QB.QA

0 5 3

.

t

7

.

t

5

.

46

.

t

t

. .

2

QC

.

5

.

QB

2

.