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CH7 en
CH7 en
CH7 en
CHAPITRE VII
LES COMPTEURS
1. Circuits diviseurs par 2
Analysons le fonctionnement du montage suivant :
4
2 5
S
PR
D Q
3
H CLK
6
CL
7474
1
1
La table de vérité de la bascule D est la suivante :
H D Qn+1
0 x Qn
0 0
1 1
D TH
S TS
Au moment du front montant de l’horloge la sortie S recopie la donnée qui est sur l’entrée
D = Qn+1
Soient TH la période et FH la fréquence du signal d’horloge H et TS la période et FS la fréquence
su signal de sortie, on a :
A. FAKKAR 64
Logique combinatoire et séquentielle
1
1
4
3 5 S
4
PR
3 5 S H
J Q
1
PR
J Q 1
CLK
1
H CLK 2 6
CL
2 6
1 K Q
CL
1 K Q 74S112
15
74S112
1
15
1
4
3 5 S
PR
J Q
H
1
CLK
2 6
CL
K Q
74S112
15
Une bascule montée en diviseur par 2 est équivalente à un compteur modulo 2 c’est à dire qu’il
compte les états 0 et 1.
Avec deux bascules, on peut avoir 4 états différents 00, 01, 10 et 11 correspondant aux sorties
Q1 et Q2 des 2 bascules. Le schéma de câblage avec des bascules JK maître esclave est donné
dans la figure suivante :
1 1
4
3 5 Q1 3 5
1 1 Q2
PR
PR
J Q J Q
1 1
H CLK CLK
2 6 2 6
CL
CL
1 K Q 1 K Q
74S112 74S112
15
15
1 1
Remarque :
Les bascules doivent être actives sur niveau bas.
A. FAKKAR 65
Logique combinatoire et séquentielle
Donc, avec n bascules, on dénombre 2n états différents (de 0 à 2n-1). Le compteur est dit alors
modulo m = 2n.
Q1
Q2
t
Q2Q1 00 01 10 11 00 01 10 11 00
2. Les compteurs :
Les compteurs sont de 2 types :
Les compteurs synchrones :
Lorsque le signal d’horloge attaque en parallèle toutes les bascules (sur leur entrée d’horloge).
Pour que le compteur décrive la séquence désirée, Il faut calculer les fonctions de commutation
J et K de chaque bascule.
Les compteurs asynchrones :
Lorsque la première bascule reçoit seule le signal d’horloge (bascule de poids faible). Pour les
autres bascules constituant le compteur, le signal d’horloge d’une bascule de rang i n’est autre
que le signal de sortie de la bascule de rang i-1. Toutes les bascules sont montées en diviseur
par 2.
2. 1. COMPTEURS ASYNCHRONES
Un compteur asynchrone fonctionnant selon le code binaire naturel se présente comme suit :
Q3
Q1 Q2
1 1 1
4
1 3 5 1 3 5 1 3 5
PR
PR
PR
J Q J Q J Q
H 1 1 1
CLK CLK CLK
2 6 2 6 2 6
CL
CL
CL
1 K Q 1 K Q 1 K Q
74S112 74S112 74S112
15
15
15
1 1 1
RAZ
A. FAKKAR 66
Logique combinatoire et séquentielle
On applique d’abord un signal de remise à 0 pour être sûre que toutes les bascules soient
positionnées à 0 lors du démarrage du cycle de comptage.
On considérant Q3 comme poids fort et Q1 comme poids faible, on obtient une séquence
qui suit le code binaire naturel.
Toutes les bascules sont montées en diviseur par 2, on obtient avec n bascules identique
à celles du circuit précèdent un compteur asynchrone fournissant 2n états différents de 0 à 2n-1
selon le CBN. Un tel compteur est dit à cycle complet car le nombre de ces états différents est
égal à 2n.
H
1
0
t
RAZ
t
Q1
t
Q2
Q3
Q3Q2Q1 000 001 010 011 100 101 110 111 000 001
D’autres parts, on définit le modulo d’un compteur binaire naturel comme le nombre
d’états différents qu’il produit. Ainsi, un compteur modulo m comptera de 0 à m-1.
Les compteurs asynchrones dont le modulo m est différent d’une puissance de 2 sont
dits à cycle incomplet. Pour réaliser ce type de compteur, on détermine d’abord le nombre de
bascules n tel que 2n-1 < m <=2n et on applique le signal de remise à zéro (RAZ) dès que le
compteur dépasse la valeur spécifiée c’est à dire m-1.
Exemple : Réaliser un compteur asynchrone modulo 5 (comptant de 0 à 4).
A. FAKKAR 67
Logique combinatoire et séquentielle
On a : m = 5 et 22 < 5 < 23, donc n le nombre de bascules est égal à 3. Ces bascules sont
montées en diviseur par 2.
Ce compteur doit décrire la séquence suivante :
N° Q3 Q2 Q1
0 0 0 0
1 0 0 1
2 0 1 0
3 0 1 1
4 1 0 0
5 1 0 1
Q1 Q2 Q3
1 1 1
4
1 3 5 1 3 5 1 3 5
PR
PR
PR
J Q J Q J Q
H 1 1 1
CLK CLK CLK
2 6 2 6 2 6
CL
CL
CL
1 K Q 1 K Q 1 K Q
74S112 74S112 74S112
RAZ1
RAZ2
RAZ3
15
15
15
1
3
2
74S00
A. FAKKAR 68
Logique combinatoire et séquentielle
tr tr tr
H
Q1
Q2
Q3
A. FAKKAR 69
Logique combinatoire et séquentielle
2. 2. COMPTEURS SYNCHRONES
Synthèse par la méthode de MARCUS
On détermine la table de transition de la bascule utilisé à partir de sa table de vérité.
H J K Qn+1 Qn Qn+1 J K
0 0 Qn 0 0 0 *
0 1 0 0 1 1 *
1 0 1 1 0 * 1
1 1 Qn 1 1 * 0
Table de transition de la
Table de vérité bascule JK
Ensuite on dresse la table de synthèse qui comporte comme entrée la succession des
états des sorties et comme sorties les différentes fonctions de commutations. On remplit les
cases correspondantes à ces dernières à l’aide de la table de transition.
Exemple : Synthèse d’un compteur synchrone modulo 6 à l’aide de bascule JK.
22 <623
Il faut donc 3 bascules pour réaliser le compteur.
N° Q2 Q1 Q0 J2 K2 J1 K1 J0 K0
0 0 0 0 0 * 0 * 1 *
1 0 0 1 0 * 1 * * 1
2 0 1 0 0 * * 0 1 *
3 0 1 1 1 * * 1 * 1
4 1 0 0 * 0 0 * 1 *
5 1 0 1 * 1 0 * * 1
0 0 0 0
A. FAKKAR 70
Logique combinatoire et séquentielle
Q1Q0 Q1Q0
00 01 11 10 00 01 11 10
Q2 Q2
0 0 0 1 0 0 * * * *
1 * * - - 1 0 1 - -
J2 = Q1Q0 K2 = Q0
Q1Q0 Q1Q0
00 01 11 10 00 01 11 10
Q2 Q2
0 0 1 * * 0 * * 1 0
1 0 0 - - 1 * * - -
J1 = Q2 K1 = Q0
On peut déduire directement J0 = 1 et K0 = 1 car soit ils prennent la valeur 1 ou leur état
est indifférent.
A. FAKKAR 71
Logique combinatoire et séquentielle
3. COMPTEURS INTEGRES
C’est un compteur qui contient un compteur hybride module 5 et une bascule montée en
diviseur par 2. Pour obtenir un compteur modulo 10, il faut cascader les 2 étages de comptage.
Le circuit résultant n’est plus alors totalement synchrone. Ce compteur ainsi réalisée est dit
DCB car il fournit à sa sortie la totalité des chiffres DCB.
Les constructeurs fournissent dans les notices entre autres les schémas de montages et
les tables de fonctionnement. Celle relative au circuit ci-dessus est :
Evidemment, le compteur évolue avec le front actif de l’horloge. Pour positionner le circuit
en mode comptage il faut, d’après la table, forcer au moins une des deux entrées MR1 et MR2
à 0, ainsi que l’une au moins des deux entrées MS1 et MS2.
Ce compteur ressemble beaucoup au précèdent, en ce sens qu’il contient une bascule montée
en diviseur par 2 associée à un compteur hybride module 6. La monté en cascade des 2 circuits
permet, évidemment d’obtenir un modulo 12.
A. FAKKAR 72
Logique combinatoire et séquentielle
A. FAKKAR 73