Chapitre A3 : Logique Séquentielle

Chapitre A3 : Logique Séquentielle *** Cours 4 sciences techniques ** Labo GE

Leçon A3 : Les Compteurs et Les décompteurs A. Mise en situation : Système technique : Montre électronique Une des applications les plus courantes des compteurs est la montre électronique où l’heure du jour est indiquée au moyen de chiffres : deux chiffres pour les heures, deux chiffres pour les minutes et deux chiffres pour les secondes.

B-Rappels : B-1-Définition : La fonction comptage ou décomptage est réalisé par un circuit……………………………à base de …………………………permettant : * La modification du mot binaire chaque fois qu’une information est appliquée à l’entrée * La mémorisation de l’état de sortie. B-2 Capacité d’un compteur/décompteur (Modulo) : Un compteur/décompteur modulo N (diviseur de fréquence par N), comporte N combinaisons de 0 à N-1 et utilise n bascules tel que 2n-1 < N ≤ 2n. Exemples : * Compteur modulo 8 : Cycle de comptage de …… à …… le nombre de bascules égal à ……. * Compteur modulo 13 : Cycle de comptage de …… à …… le nombre de bascules égal à …… B-3 Compteur asynchrone : La réalisation d’un compteur asynchrone consiste à mettre en cascade des bascules T obtenues à partir des bascules synchrones JK et D. Un compteur asynchrone reçoit un signal d’horloge seulement sur l’entré H (CLK) de la première bascule et pour les autres bascules l’entrée de l’horloge de chaque bascule est reliée à la sortie de la bascule précédente. Remarques importantes :

Pour un compteur à bascules à :

Front descendant : ……… est relié à la sortie ……………… de la bascule de rang (i-1). Front montant : ……………. est relié à la sortie ……………… de la bascule de rang (i-1). Pour un décompteur à bascules à : Front descendant : ……… est relié à la sortie ……………… de la bascule de rang (i-1). Front montant : ……………. est relié à la sortie ……………… de la bascule de rang (i-1). Avantages : * Conception facile par répétition de modules diviseurs de fréquence par deux. * La sortie reliée à l’entrée D pour une bascule D. * J=K=1 pour une bascule JK. Inconvénients : * Temps d’établissement long * Passage par des états parasites.

Q

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C-Compteurs /Décompteurs synchrones : C-1 Principe de fonctionnement : Dans un compteur ou décompteur synchrone, toutes les bascules sont commandées en même temps par le même signal d’horloge. Le basculement de chaque étage sera synchronisé par le signal d’horloge et dépend uniquement de l’état des entrées de commandes JK ou D. C-2Méthode de résolution : * Déterminer le modulo, ceci permet de déterminer le nombre de bascules à utiliser. * Etablir la table de comptage ou décomptage. * Etablir la table de fonctionnement des différentes bascules en se basant sur la table sur la table d’excitation de la bascule utilisée pour réaliser ce compteur ou décompteur. * Mettre en équation les entrées de commandes de chaque bascule. * Tracer le logigramme ou le circuit logique (Schéma de câblage). C-3 Réalisation des compteurs synchrones : * Compteur synchrone modulo 8 : À l’aide des bascules JK à front descendant. Nombre de bascules n = ……… ; cycle de comptage de ………à ……….

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* Logigramme (Circuit logique) :

* à l’aide des bascules D à front montant.

* Logigramme (Circuit logique) :

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C-4 Réalisation des Décompteurs synchrones : Décompteur modulo 5 à l’aide de bascule JK à front descendant: Dans ce type de circuit, le sens de comptage est inversé. La méthode exposée précédemment

s'applique très bien.

* Logigramme (Circuit logique) :

D-Technologie des compteurs/décompteur intégrés : On classe les compteurs intégrés selon le mode de synchronisation on distingue alors deux catégories : * Les compteurs intégrés asynchrones * Les compteurs intégrés synchrones

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Exemples :

D-1 Compteur synchrone décimal : Exemple du circuit intégré 74192 TTL: compteur–décompteur décimal (BCD) synchrone à 4 bits horloge (UP/DOWN) avec remise à zéro (CLR). D-1-1-Symbole et chronogrammes :

CTR DIV 10

74192

CLR

UP

DOWN

LOAD

A

B

C

D

CO

BO

QA

QB

QC

QD

D-1-2 Caractéristiques : * DIV10 : compteur modulo 10 : ce circuit permet de compter ou décompter à 10. * CLR: entrée de remise à zéro : si CLR=1(active) alors QDQCQBQA=0000, (désactivé si CLR=0) * UP: horloge du compteur synchrone modulo 10 : chaque impulsion sur l'horloge UP le compteur s'incrémente de 1, (désactivé si UP =0) * DOWN : horloge du décompteur synchrone modulo 10 : chaque impulsion sur l'horloge DOWN le décompteur se décrémente de 1, (désactivé si DOWN=1). * LOAD: entrée de chargement : si LOAD=0 (active) les sorties se chargent par les entrées de programmation : QA=A, QB=B, QC=C, QD=D, (désactivé si LOAD=1). * A, B, C, D: entrées de programmation. * CO: fin de comptage : CO=0 toutes les 10 impulsions d'horloge UP ailleurs CO=1. * BO: fin de décomptage : BO=0 toutes les 10 impulsions d'horloge DOWN ailleurs BO=1. * pour montage en cascade, connecter CO à l’entrée UP et BO à l’entrée DOWN. D-1-3 exemples d’applications théoriques et pratiques:

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Compteur synchrone modulo 100 :

*Cycle de comptage de 00 à 99 sans forçage *Compteur unité : CLR et LOAD : désactivé : CLR = 0 et LOAD = 1 Comptage : UP = l'horloge et DOWN = 1 *Compteur dizaine : CLR et LOAD : désactivé : CLR = 0 et LOAD = 1 Comptage : UP = l'horloge et DOWN = 1 *Le compteur unité compte de 0 à 9 (10 impulsions d'horloge), alors que le compteur dizaine s'incrémente 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 à UP et BO à DOWN

Le compteur intégré binaire-BCD 4029

Caractéristique technique:

*le 4029 est un compteur intégré synchrone 4 bits : - il peut compter ou décompter, en fonction de l’état de l’entrée U\D - il compte en binaire naturel (de 0 à 15) ou en BCD (de 0 à 9) en fonction de l’état appliqué sur l’entrée B\D - l’entrée PL permet le pré-chargement de la valeur appliquée sur les entrées P0à P3 ce qui Permet au 4029 de commencer à compter à partir de n’importe quelle valeur - il est auto correcteur (si par exemple on pré-charge 1111 et qu’on compte en BCD, le 4029 revient automatiquement dans le cycle normal de comptage BCD) -il est cascadable, grâce à son entrée CE (retenue d’entrée) et à sa sortie TC (retenue de sortie), ce qui lui permet de compter par décade (unités, dizaines, centaines, etc.) ; on utilise alors un 4029 par décades - l’entrée CP est l’entrée d’horloge, active sur fronts montants

Extrait du fiche technique :

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Décompteur synchrone modulo 100 : * Le compteur unité compte de 9 à 0 (10 impulsions d’horloge) alors que le compteur dizaine se décrémente d'une impulsion. *Toutes les 10 impulsions la sortie C0 (TC) fournit une impulsion d'horloge * Pour obtenir un décompteur modulo 100 on doit mettre en cascade les deux compteurs en reliant TC du compteur d’unité à 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 intégré 74161 est un compteur synchrone binaire (modulo 16) permet de