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Comptage asynchrone

1. Introduction

Les différentes utilisations du montage :

  • Comptage d’objet (manutention automatique)
  • Comptage de signaux électrique (fréquencemètre…)

Le comptage électronique d’usage courant peut suivre des fréquences de plusieurs dizaines de méga-hertz.
Les informations doivent se présenter au niveau logique du standard employé.

Exemple :

   

Le capteur : il transforme le phénomène physique employé pour détecter les objets (optique, mécanique, magnétique) en signal électrique.

Le conformateur : il assure la mise en forme et le niveau logique du signal.

Le compteur : il reçoit les impulsions à compter, et fournit en permanence, une combinaison permettant de connaître le nombre d’impulsion reçus. La capacité du compteur est limitée par le nombre de bit disponible.

Le transcodeur : il assure la conversion DCB – 7 segments

L’afficheur : il permet de visualiser le nombre atteint

2. Montage binaire asynchrone :

2.1. Comptage en binaire :

On peut obtenir ce comptage avec quatre bascules JK ou quatre bascules D, chaques bascules sauf la dernière commande la suivante.

Exemple :ce schéma comporte quatre bascules JK et une remise à zéro à la mise sous tension

2.2. Comptage en DCB (Décimal Codé Binaire) ou BCD :

Le comptage de 0 (0000 en binaire) à 9 (1001 en binaire), avec un retour à zéro nécessite quatre bits donc quatre bascules

On part du compteur de 0 à 15 au lieu de 0, 1, 2… 9, 10, 11…15, 0, 1  alors qu’il faut 0, 1,2… 9, 0,1…

Pour obtenir ce comptage, il faut que faire une mise à zéro du compteur avec la combinaison 10 (1010 en binaire), soit B3 = 1, B2 = 0, B1 = 1 et B0 = 0

Comme sous la mise sous tension l’état des bascules est quelconque, il faut donc prévoir une remise à zéro sous la mise sous tension ;

Voici le schéma avec les quatre bascules JK et le comptage de 0 à 9 :

 

 

3. Décomptage binaire asynchrone :

 

3.1. Décomptage en binaire pur :

Si l’on décompte alors les combinaisons se succèdent dans le sens inverse du comptage.

On utilise alors les sorties /Q d’un compteur binaire. On obtient alors le tableau ci-dessous :

Nous pouvons constater quand utilisant les sorties /Q nous avons bien un décomptage.

3.2. Passage du comptage au décomptage :

 Il suffit de mettre un interrupteur soit manuel, soit commandé (transistor) pour faire commuter les sorties Q ou /Q.

Exemple : avec l’interrupteur manuel

 

3.3. Décomptage en BCD :

 Dans le décompteur binaire naturel, nous avons 2 , 1, 0, 15, 14… alors que pour le décomptage BCD il faut 2, 1, 0, 9, 8….

Pour remédier à ce problème il faut reconnaître l’apparition du 15 et effectuer une remise à 9.

Donc quand Q3 = 1, Q2 = 1, Q1 = 1 et Q0 = 1, il faut une remise à 9 mais nous pouvons simplifier cette équation avec Q3 = 1 et Q2 = 1.

On obtient alors un simple porte Non-Et ave Q2 et Q3 :

 

Ce circuit ne fonctionne pas. Et oui, en effet car au passage de 8 à 7 une combinaison 15 transitoire assure le renvoi à 9. On obtient 8, 9… 8, 9 au lieu de 8, 7… 8, 7.

Pour assurer le bon fonctionnement du montage, on utilise un retard de Q2 par une « couche logique ».


Le schéma est le suivant : (avec deux portes inverseuses par exemple)

4. Limites du comptage asynchrone :

Les compteurs asynchrones faciles à constituer sont très utilisés mais leurs emplois trouvent des limites :

  • Le temps de propagation augmente avec le nombre d’étage ( commande des bascules, les unes après les autres) ce qui entraîne une limite avec la fréquence d’utilisation
  • Combinaison transitoire aberrante
  • Difficulté à passer du comptage au décomptage
  • La solution aux limitations signalées peut se trouver dans le recours au montage synchrone

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