Chapitre A3 : Logique S quentielle * Cours 4 sciences techniques Labo GE
Le on A3 : Les Compteurs et Les d compteurs
A. Mise en situation :
Syst me technique : Montre lectronique
Une des applications les plus courantes des compteurs est la montre lectronique o lheure du
jour est indiqu e au moyen de chiffres : deux chiffres pour les heures, deux chiffres
pour les minutes et deux chiffres pour les secondes.
B-Rappels :
B-1-D finition : La fonction comptage ou d comptage est r alis par un circuit&&&&&&&&&&&
base de &&&&&&&&&&permettant :
- La modification du mot binaire chaque fois quune information est appliqu e lentr e
- La m morisation de l tat de sortie.
B-2 Capacit dun compteur/d compteur (Modulo) :
Un compteur/d compteur modulo N (diviseur de fr quence par N), comporte N combinaisons de
0 N-1 et utilise n bascules tel que 2n-1 < N d 2n.
Exemples :
- Compteur modulo 8 : Cycle de comptage de && && le nombre de bascules gal &&.
- Compteur modulo 13 : Cycle de comptage de && && le nombre de bascules gal &&
B-3 Compteur asynchrone :
La r alisation dun compteur asynchrone consiste mettre en cascade des bascules T obtenues
partir des bascules synchrones JK et D. Un compteur asynchrone re oit un signal dhorloge
seulement sur lentr H (CLK) de la premi re bascule et pour les autres bascules lentr e de
lhorloge de chaque bascule est reli e la sortie de la bascule pr c dente.
Remarques importantes :
Pour un compteur bascules :
Front descendant : &&& est reli la sortie &&&&&& de la bascule de rang (i-1).
Front montant : &&&&&. est reli la sortie &&&&&& de la bascule de rang (i-1).
Pour un d compteur bascules :
Front descendant : &&& est reli la sortie &&&&&& de la bascule de rang (i-1).
Front montant : &&&&&. est reli la sortie &&&&&& de la bascule de rang (i-1).
Avantages :
- Conception facile par r p tition de modules diviseurs de fr quence par deux.
- La sortie reli e lentr e D pour une bascule D.
- J=K=1 pour une bascule JK.
Inconv nients :
- Temps d tablissement long
- Passage par des tats parasites.
Q
A ssa Isma l
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C-Compteurs /D compteurs synchrones :
C-1 Principe de fonctionnement :
Dans un compteur ou d compteur synchrone, toutes les bascules sont command es en m me
temps par le m me signal dhorloge. Le basculement de chaque tage sera synchronis par le
signal dhorloge et d pend uniquement de l tat des entr es de commandes JK ou D.
C-2M thode de r solution :
- D terminer le modulo, ceci permet de d terminer le nombre de bascules utiliser.
- Etablir la table de comptage ou d comptage.
- Etablir la table de fonctionnement des diff rentes bascules en se basant sur la table sur la
table dexcitation de la bascule utilis e pour r aliser ce compteur ou d compteur.
- Mettre en quation les entr es de commandes de chaque bascule.
- Tracer le logigramme ou le circuit logique (Sch ma de c blage).
C-3 R alisation des compteurs synchrones :
- Compteur synchrone modulo 8 :
laide des bascules JK front descendant.
Nombre de bascules n = &&& ; cycle de comptage de &&& &&&.
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- Logigramme (Circuit logique) :
- laide des bascules D front montant.
- Logigramme (Circuit logique) :
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C-4 R alisation des D compteurs synchrones :
D compteur modulo 5 laide de bascule JK front descendant:
Dans ce type de circuit, le sens de comptage est invers . La m thode expos e pr c demment
s'applique tr s bien.
- Logigramme (Circuit logique) :
D-Technologie des compteurs/d compteur int gr s :
On classe les compteurs int gr s selon le mode de synchronisation on distingue alors deux
cat gories :
- Les compteurs int gr s asynchrones
- Les compteurs int gr s synchrones
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Exemples :
D-1 Compteur synchrone d cimal :
Exemple du circuit int gr 74192 TTL: compteurd compteur d cimal (BCD) synchrone 4 bits
horloge (UP/DOWN) avec remise z ro (CLR).
D-1-1-Symbole et chronogrammes :
CTR DIV 10
74192
CLR
UP
DOWN
LOAD
Publicité
A
B
C
D
CO
BO
QA
QB
QC
QD
D-1-2 Caract ristiques :
- DIV10 : compteur modulo 10 : ce circuit permet de compter ou d compter 10.
- CLR: entr e de remise z ro : si CLR=1(active) alors QDQCQBQA=0000, (d sactiv si CLR=0)
- UP: horloge du compteur synchrone modulo 10 : chaque impulsion sur l'horloge UP le compteur
s'incr mente de 1, (d sactiv si UP =0)
- DOWN : horloge du d compteur synchrone modulo 10 : chaque impulsion sur l'horloge DOWN
le d compteur se d cr mente de 1, (d sactiv si DOWN=1).
- LOAD: entr e de chargement : si LOAD=0 (active) les sorties se chargent par les entr es de
programmation : QA=A, QB=B, QC=C, QD=D, (d sactiv si LOAD=1).
- A, B, C, D: entr es de programmation.
- CO: fin de comptage : CO=0 toutes les 10 impulsions d'horloge UP ailleurs CO=1.
- BO: fin de d comptage : BO=0 toutes les 10 impulsions d'horloge DOWN ailleurs BO=1.
- pour montage en cascade, connecter CO lentr e UP et BO lentr e DOWN.
D-1-3 exemples dapplications th oriques et pratiques:
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Compteur synchrone modulo 100 :
*Cycle de comptage de 00 99 sans for age
*Compteur unit : CLR et LOAD : d sactiv : CLR = 0 et LOAD = 1
Comptage : UP = l'horloge et DOWN = 1
*Compteur dizaine : CLR et LOAD : d sactiv : CLR = 0 et LOAD = 1
Comptage : UP = l'horloge et DOWN = 1
*Le compteur unit compte de 0 9 (10 impulsions d'horloge), alors que le compteur dizaine
s'incr mente d'une 1 impulsion ,
*Pour 10 impulsions la sortie C0 fournit une impulsion d'horloge alors que BO fournit un signal
Positive (1 logique).
*Pour obtenir un compteur modulo 100 on doit mettre en cascade le deux compteurs en reliant :
CO UP et BO DOWN
Le compteur int gr binaire-BCD 4029
Caract ristique technique:
*le 4029 est un compteur int gr synchrone 4 bits :
- il peut compter ou d compter, en fonction de l tat de lentr e U\D
- il compte en binaire naturel (de 0 15) ou en BCD (de 0 9) en fonction de l tat appliqu
sur lentr e B\D
- lentr e PL permet le pr -chargement de la valeur appliqu e sur les entr es P0 P3 ce qui
Permet au 4029 de commencer compter partir de nimporte quelle valeur
- il est auto correcteur (si par exemple on pr -charge 1111 et quon compte en BCD, le 4029
revient automatiquement dans le cycle normal de comptage BCD)
-il est cascadable, gr ce son entr e CE (retenue dentr e) et sa sortie TC (retenue de
sortie), ce qui lui permet de compter par d cade (unit s, dizaines, centaines, etc.) ; on utilise
alors un 4029 par d cades
- lentr e CP est lentr e dhorloge, active sur fronts montants
Extrait du fiche technique :
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D compteur synchrone modulo 100 :
- Le compteur unit compte de 9 0 (10 impulsions dhorloge) alors que le compteur dizaine se
d cr mente d'une impulsion.
*Toutes les 10 impulsions la sortie C0 (TC) fournit une impulsion d'horloge
- Pour obtenir un d compteur modulo 100 on doit mettre en cascade les deux compteurs en
reliant TC du compteur dunit CP(CLK) du compteur de dizaine
- PL=0, U\D=0, B\D=0.
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D-2 Compteur synchrone binaire :
Exemple : le circuit int gr 74161 est un compteur synchrone binaire (modulo 16) permet de
compter de 0 15.
D-2-1-Symbole et chronogrammes :
ENP
ENT
CLK
LOAD
CLR
7
10
2
9
1
3
4
5
Publicité
6
A
B
C
D
CTR DIV 16
74161
15
RCO
(1)
(2)
(4)
(8)
14
13
12
11
QA
QB
QC
QD
D-2-2 Caract ristiques :
- DIV16 : compteur synchrone binaire modulo 16 permet de compter 15.
- ENP et ENT : entr es de validations pour que le compteur soit valide il faut que ENP=ENT=1.
- LOAD : entr e de chargement synchrone, si LOAD=0 et en pr sence dun de CLK alors
QDQCQBQA=DCBA.
- CLK : entr e de lhorloge active un front montant.
- CLR : entr e de remise 0 asynchrone, si CLR=0 (active) alors QDQCQBQA=0000
ind pendamment su signal de lhorloge.
- RCO : Signal fin cycle de comptage, RCO=1 en fin de cycle au dehors RCO=0.
D-2-2 Exemples dapplications th oriques et pratiques :
- Compteur modulo 256 avec horloge appliqu e aux 2 circuits :
ENP
ENT
CLK
LOAD
CLR
7
10
2
9
1
3
4
5
6
A
B
C
D
CTR DIV 16
74161
15
RCO
(1)
(2)
(4)
(8)
14
13
12
11
QA
QB
QC
QD
ENP
ENT
CLK
LOAD
CLR
7
10
2
9
1
3
4
5
6
A
B
C
D
Publicité
CTR DIV 16
74161
15
RCO
(1)
(2)
(4)
(8)
14
13
12
11
QA
QB
QC
QD
A ssa Isma l
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Chapitre A3 : Logique S quentielle * Cours 4 sciences techniques Labo GE
- Compteur modulo 256 avec horloge appliqu e au premier circuit :
ENP
ENT
CLK
LOAD
CLR
7
10
2
9
1
3
4
5
6
A
B
C
D
CTR DIV 16
74161
15
RCO
(1)
(2)
(4)
(8)
14
13
12
11
QA
QB
QC
QD
ENP
ENT
CLK
LOAD
CLR
7
10
2
9
1
3
4
5
6
A
B
C
D
CTR DIV 16
74161
15
RCO
(1)
(2)
(4)
(8)
14
Publicité
13
12
11
QA
QB
QC
QD
D-3 Compteur asynchrone d cimal :
Exemple : le CI 7490 TTL est un compteur asynchrone d cimal ou bi-quinaire poss dant deux
tages, un tage diviseur par 2 et lautre par 5.
*1er
*2 me tage: est un diviseur par 5 dhorloge INPUT-B et de sorties QDQCQB.
- Pour obtenir un compteur BCD (d cimal) il faut relier la sortie QA lentr e INPUT-B.
- Pour obtenir un compteur bi-quinaire il faut relier la sortie QD lentr e INPUT-A.
Voici alors les tableaux qui r capitulent le fonctionnement du CI 7490 TTL.
tage : est un diviseur par 2 dhorloge INPUT-A et de sortie QA.
*Mise en cascade : -R alisons un compteur modulo 100 en utilisant le CI 7490 TTL
Un compteur modulo 100 sobtient par la mise en cascade dun compteur modulo&&&pour compter
les &&&&&&et dun autre compteur modulo&&&pour compter les &&&&&&&&.
La sortie QD de circuit des unit s est reli e lhorloge &&&&&&&&du circuit des dizaines.
A ssa Isma l
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Chapitre A3 : Logique S quentielle * Cours 4 sciences techniques Labo GE
R01
R02
R91
R92
CLK A
CLK B
R01
R02
R91
R92
CLK A
CLK B
QA
QB
QC
QD
QA
QB
QC
QD
7490
7490
*Mise en cascade :-R alisons un compteur modulo 20 en utilisant le CI 7490 TTL
R01
R02
R91
R92
CLK A
CLK B
R01
R02
R91
R92
CLK A
CLK B
QA
QB
QC
QD
7490
7490
QA
QB
QC
QD
Un compteur modulo 20 sobtient par la mise en cascade dun compteur modulo&&&pour compter
les &&&&&&et dun autre compteur modulo&&&pour compter les &&&&&&&&.
La sortie QD de circuit des unit s est reli e lhorloge &&&&&&&&du circuit des dizaines.
Lorsque le compteur atteint la valeur (20)10=(10100) il doit tre r initialis de nouveau 0 donc
on relie &&..du premier circuit et &&&&&du deuxi me circuit aux entr es (&&&& ; &&&) et
(&&&& ;&&&&) travers une porte logique &&&.
- Il existe dautres compteurs asynchrone tels que le CI-7493TTL cest compteur modulo 16
Compos dun tage diviseur par 2 et dun tage diviseur par 8 la mise en cascade des deux
tages (INPUT-B=QA) nous permet dobtenir le compteur modulo 16.
A ssa Isma l
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