Électronique numérique : Synthese compteur asynchrone
Télécharger PDFCompteur Asynchrone : Synthèse et Fonctionnement
1. Synthèse d’un compteur asynchrone
Les bascules RSH, D, T et JK fonctionnent de manière synchrone par rapport à un signal d’horloge (H). Pour le bon fonctionnement d’un système, il est souvent nécessaire de les initialiser, c’est-à-dire de fixer leur sortie Q à 1 ou à 0, indépendamment du signal d’horloge.
C’est le rôle des deux entrées asynchrones supplémentaires :
- Preset (Pr) : met la sortie Q à 1
- Clear (Cl) : met la sortie Q à 0
| Preset | Clear | H | Q |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | X | État interdit |
| 0 | 1 | X | 0 |
| 1 | 0 | X | 1 |
| 1 | 1 | 0 | Qi |
| 1 | 1 | 1 | Qi ou Qi (selon le type de bascule) |
Au front d’horloge (montant ou descendant selon le type), la bascule fonctionne normalement.
2. Principe de fonctionnement des compteurs asynchrones
2.1. Branchement des bascules
Les bascules sont connectées de manière à générer une séquence alternée 1, 0, 1, 0, 1… Les équations des entrées des bascules sont les suivantes :
- R = Qi et S = 0
- J = K = 1
- D = Qi
- T = 1
2.2. Horloges des bascules
En général, seule la première bascule reçoit le signal d’horloge du système (H). Les bascules suivantes sont commandées par la sortie de la bascule précédente.
Compteur asynchrone sensible au front montant :
- Hi = Qi-1
Compteur asynchrone sensible au front descendant :
- Hi = Qi-1 (inverse logique)
3. Compteur asynchrone modulo 2n
Pour un compteur asynchrone modulo 2n, le nombre de bascules est n. Les équations des entrées Clear (Cli) et Preset (Pri) sont déterminées comme suit :
- H0 : horloge du système
- Hi = Qi-1 (ou son inverse logique selon le type)
- Pri = Cli = 1
Exemples de circuits pour un compteur modulo 23 (8) avec différentes bascules :
- Bascule D : équations adaptées pour un compteur modulo 8
- Bascule T : équations adaptées pour un compteur modulo 8
- Bascule JK : équations adaptées pour un compteur modulo 8
4. Compteur asynchrone modulo N
Pour réaliser un compteur asynchrone modulo N, il faut agir sur les entrées Clear et Preset lorsque la combinaison des sorties correspondant au modulo N est détectée.
La détection de l’état N permet une remise à zéro asynchrone :
- Cli = maxterme N (exemple : Cl = Q2·Q1·Q0 pour un compteur modulo 8)
- Pri = 1
Exemple : Compteur asynchrone modulo 6 :
- Détection de l’état 110 (6 en binaire) pour remise à zéro asynchrone
- Cl = Q2·Q1 + Q2·Q0 + Q1·Q0
- Pr = 1
5. Compteur asynchrone à cycle quelconque
Pour un compteur asynchrone à cycle personnalisé, il faut agir sur les entrées Clear et Preset lorsque des combinaisons interdites (non présentes dans le cycle) apparaissent sur les sorties.
La détection de ces états permet de forcer le compteur vers un état valide du cycle.
FAQ
Qu’est-ce qu’un compteur asynchrone ?
Un compteur asynchrone est un circuit numérique qui utilise des bascules connectées en cascade, où chaque bascule déclenche la suivante sans attendre un signal d’horloge commun. Cela permet une propagation rapide des fronts d’horloge.
Comment initialiser une bascule asynchrone ?
L’initialisation se fait via les entrées Preset (Pr) et Clear (Cl), qui permettent de fixer la sortie Q à 1 ou 0 respectivement, indépendamment du signal d’horloge. Ces entrées sont prioritaires et fonctionnent en logique négative.
Quelle est la différence entre un compteur modulo 2n et un compteur modulo N ?
Un compteur modulo 2n utilise uniquement des bascules en série pour couvrir toutes les combinaisons possibles (2n états). Un compteur modulo N nécessite une logique de détection pour forcer la remise à zéro ou à un état spécifique dès qu’une combinaison particulière est atteinte.