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Compteurs et décompteurs asynchrones

Généralités

Un compteur synchrone ou compteur à propagation est un groupe de bascule ou chaque sortie de bascule devient l’horloge d’entrée de la bascule suivante.


Principe

La conception des compteurs asynchrones repose sur les principes sur les suivantes.

  • Les bascules doivent être montées en trigger ou bistable (pour basculer à chaque front du signal d’horloge)
  • Les bascules utilisées doivent réagir au front descendant.
  • L’horloge de comptage est appliquée à la première bascule.
  • La sortie de chaque bascule K est reliée à l’entrée d’horloge de la bascule suivante K+1
  • Les sorties des bascules constituent directement les sorties du compteur.
  • La sortie de la première bascule représente le LEB et celle de la dernière bascule représente le MSB.

Bascules trigger

Une bascule trigger ou bistable est une bascule dont la sortie commute à chaque front du signal d’horloge.

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Structure d’un compteur binaire asynchrone

Compteur asynchrone modulo 4

Le modulo d’un compteur est le nombre des différents états logiques que les sorties peuvent occuper.
Un compteur modulo 2n est constitué de n bascules et peut compter de 0 à 2n-1.

Structure d’un compteur asynchrone modulo 4 à bascule JK

Un tel compteur utilise deux bascules car c’est 22 qui donne 4.

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Structure d’un compteur asynchrone modulo 4 à bascule D

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Chronogramme

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Remarque:

fQA=½fH ; fQB=½fH ; fQB=¼fH
La fréquence de sortie de la dernière bascule QB est égale à la fréquence de l’horloge divisée par le modulo du compteur
fQn=fH/N
N : Modulo
QN : Sortie de la dernière bascule
fH : Fréquence de l’horloge.


Compteurs synchrones modulo inférieur à 2n

Nous avons vu jusqu’ici les compteurs de modulo égal 2n. Il est possible de modifier ces compteurs pour obtenir des compteurs de modulo inférieur 2n. La principe consiste à connecter la sortie d’une porte « NON-ET » (pour les bascules dont la remise à zéro est active au niveau bas) aux entrées RAZ de chaque bascule. Une fois le nombre de modulo déterminé railler les entrées de la porte « NON-ET » aux sorties des bascules ayant, le niveau logique « 1 ». Lorsque la sortie de la porte « NON-ET » devient zéro les entrées RAZ sont activées, les sorties des bascules sont ramenées à zéro et le compteur se remet immédiatement à compter à partir de zéro.
Pour les bascules donc la RAZ est active qu niveau haut utilisez la porte « ET » au lieu de la porte « NON-ET »

Compteur asynchrone modulo 5

On a besoin de 3 bascules pour réaliser ce compteur modulo 5 car 22=4<5

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Compteurs asynchrones à circuit intégrés

Il existe plusieurs circuits qui intègrent les compteurs l’un d’eux est le boîtier 74293 (même le 7493). Ce C.I intègre 4 bascules JK et une porte NAND connectée de la manière suivante.

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Décompteur asynchrone

Principe de réalisation d’un décompteur asynchrone

Le câblage d’un décompteur asynchrone sa fait de la manière suivante:

  • Les bascules doivent réagir au front descendant et monté en trigger.
  • Le signal d’horloge est appliqué à la première bascule.
  • La sortie complémentée de chaque bascule est appliquée à l’entrée d’horloge de la bascule suivante.

Les sorties des bascules constituent directement les sorties du décompteur.

Décompteur modulo 8 à bascules JK

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Les compteurs asynchrones sont utilisés pour les fréquences relativement faibles pour éviter les erreurs de comptage dû au retard de propagation de chaque bascule.

28 novembre 2021
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