automatisme

1. Compteurs 1 JFA09
Les Compteurs
A). Présentation :
I ). Introduction :
Un compteur est un ensemble de bascules qui servent à compter les impulsions mises en entrées
(Horloge). Le comptage peut-être fait dans différents codes : Binaires, B.C.D., Gray,
Complémenté, …
Chaque chiffre binaire nécessite une bascule :
Si on compte de 0 à 110 : 1 bascule ;
Si on compte de 0 à 310 : 2 bascules ;
Si on compte de 0 à 710 : 3 bascules ;
Si on compte de 0 à (2n
-1) 10 : n bascules ;
Exemple : Si on veut compter de 0 à12 combien faut-il de bascules ?
Réponse : 4 bascules : (24
-1) 10=15 > 12 ; (23
-1) 10=7 < 12
II ). Cycle de comptage :
On représente le cycle de comptage par un des graphes suivant :
Exemples pour un compteur de 0 à 7 :
III ). Type de compteurs Asynchrones et Synchrones :
1°). Compteur Synchrone :
Sur un compteur branché en mode synchrone, toutes les entrées d’horloges des bascules
sont reliées ensembles à l’entrée d’horloge du montage.
Avantages :
 Toutes les bascules commutent en même temps

2. Compteurs 2 JFA09
Inconvénients :
 Montage compliqué pour prévoir les états.
2°). Compteur Asynchrone :
Sur un compteur branché en mode asynchrone, l’entrée d’horloge du montage est branchée
sur l’horloge de la première bascule ; la sortie de la première bascule sert d’horloge pour la
2ème
bascule, et ainsi de suite ….
Avantages :
 Montage simple
Inconvénients :
 A cause des décalages temporels, ne va pas haut en fréquence
B). Les compteurs Asynchrones :
I ). A l’aide de bascules D :
1°). Compteur de base à l’aide de bascules D :
Si on réalise le schéma suivant :
D Q
CLK QCk
Q
On a alors les chronogrammes suivants :
t
t
.
Q
.
Ck
.
On obtient un montage de base de Diviseur par 2 de la fréquence d’horloge d’entrée.
2°). Compteur à l’aide de bascules D :
Si on réalise le schéma suivant :

3. Compteurs 3 JFA09
QA
D Q
CLK Q
A
D Q
CLK QCk
C
QCQB
D Q
CLK Q
B
On a alors les chronogrammes suivants :
t
t
02
.
t
.
QC
.
4
.
t
6
.
0
QA
t
5
QC.QB.QA
.
3 7
.
1
.
1
.
QB
Ck
On remarque que si l’on prend les sorties QC.QB.QA, on obtient le nombre de fronts
d’horloge que l’on a eu en entrée, on a donc réalisé un compteur.
3°). Décompteur à l’aide de bascules D :
Si on réalise le schéma suivant :
QA QB
A
D Q
CLK Q
D Q
CLK Q
C
QC
D Q
CLK Q
B
Ck
On a alors les chronogrammes suivants :

4. Compteurs 4 JFA09
t
.
t
QA
0 7
.
6 5
.
t
.
3
.
.
4
t
t
QC.QB.QA
Ck
0
.
7
QB
.
12
.
QC
De même que si l’on prend les sorties QC.QB.QA, on obtient le décompte du nombre
fronts d’horloge que l’on a eu en entrée, on a donc réalisé un décompteur.
En résumé, si on a des bascules front montants, on réalise un décompteur, alors que si on a
des bascules fronts descendants, on réalise un compteur.
4°). Comptage incomplet à l’aide de bascules D :
On cherche à réaliser un comptage de 2 à 5 par exemple.
Si on utilise des bascules avec Set et Reset, il suffit de faire un reset ou un set des bascules
au nombre de fin +1 ici 6 (1102) pour obtenir le nombre de départ voulu ici 2 (0102).
On réalise alors le schéma suivant :
0
1
2
3
4
5
6
7

5. Compteurs 5 JFA09
Ck
D Q
CLK Q
RS
QB
D Q
CLK QRS
CB
&
QA QC
A
D Q
CLK Q
RS
On a alors à la mise sous tension le chronogramme suivant :
QB
.
Ck
5
t
QC
2
t
.
0
.
5 2
. .. .
1
.
QC.QB.QA
3
t
4
.
3
t
4
t
QA
On peut tracer le graphe de comptage suivant :
0
1
2
3
4
5
6
7

6. Compteurs 6 JFA09
5°). Exercice :
Réaliser un décompteur de 6 à 2 avec des bascules D.
Solution :
On réalise un décompteur de 7 à 0 ; puis pour le nombre 1 (0012), on fait un set et reset à 6
(1102) des bascules.
A B
QCQB
Ck
&
D Q
CLK Q
RS
C
QA
D Q
CLK Q
RS
D Q
CLK QRS
On obtient alors les chronogrammes suivants :
3
t
.
4
.
0
QA
47
t
6
t
. .
QC.QB.QA
. .
5 26 5
Ck
t
.
QC
QB
.
t
.
On peut tracer le graphe de décomptage suivant :

7. Compteurs 7 JFA09
II ). A l’aide de bascules JK :
1°). Compteur de base à l’aide de bascules JK :
Si on réalise un des schémas suivants :
Q
Ck
VCC
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
Ck
Q
VCC
Ck
Q
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
Ck
Q
VCC
On obtient de même un montage de base de Diviseur par 2 de la fréquence d’horloge
d’entrée.
2°). Compteur à l’aide de bascules JK :
Si on réalise le schéma suivant :
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
QB QC
Ck
QA
VCCVCC
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
VCC
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
On a alors les chronogrammes suivants :
0
1
2
3
4
5
6
7

8. Compteurs 8 JFA09
t
t
02
.
t
.
QC
.
4
.
t
6
.
0
QA
t
5
QC.QB.QA
.
3 7
.
1
.
1
.
QB
Ck
3°). Décompteur à l’aide de bascules JK :
Si on réalise le schéma suivant :
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
VCC VCC
Ck
VCC
QCQA
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
QB
On a alors les chronogrammes suivants :

9. Compteurs 9 JFA09
.
t
t
QA
3
.
t
0
..
QB
0
Ck
.
4
.
t
QC.QB.QA
56 2
t
QC
7 1 7
.
..
De même que si l’on prend les sorties QC.QB.QA, on obtient le décompte du nombre
fronts d’horloge que l’on a eu en entrée, on a donc réalisé un décompteur.
En résumé, si on a des bascules front montants, on réalise un décompteur, alors que si on a
des bascules fronts descendants, on réalise un compteur.
4°). Comptage incomplet à l’aide de bascules JK :
On cherche à réaliser un comptage de 3 à 5 par exemple.
Si on utilise des bascules avec Set et Reset, il suffit de faire un reset ou un set des bascules
au nombre de fin +1 ici 6 (1102) pour obtenir le nombre de départ voulu ici 3 (0112).
On réalise alors le schéma suivant :
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
RS
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
RS
VCC
QA
VCC
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
RS
QC
Ck
&
VCC
QB
On a alors les chronogrammes suivants :

10. Compteurs 10 JFA09
t
4
.
6
.
1
t
4
QA
.
5
t
t
6
t
QC
..
Ck
.
QC.QB.QA
.
0 3
.
3
QB
5
.
2
5°). Décomptage incomplet à l’aide de bascules JK :
On cherche à réaliser un décomptage de 5 à 3 par exemple.
Si on utilise des bascules avec Set et Reset, il suffit de faire un reset ou un set des bascules
au nombre de fin -1 ici 2 (0102) pour obtenir le nombre de départ voulu ici 5 (1012).
On réalise alors le schéma suivant :
VCCVCC
Ck
QB
VCC
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
RS
QA
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
RS
QC
&
14 12
1
3 13
J Q
CLK
K Q
RS
On a alors les chronogrammes suivants :

11. Compteurs 11 JFA09
Ck
4
t
3
QA
QC.QB.QA
0 5 3
.
t
7
.
t
5
.
46
.
t
t
. .
2
QC
.
5
.
QB
2
.