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
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