La Fonction Comptage

I. APPORT DE CONNAISSANCES SUR LES COMPTEURS

1. Identification de la fonction

La fonction comptage existe dans de nombreux systèmes dans lesquels le résultat d’un calcul effectué : - sur une série d’objets,

- ou sur la répétition d’un événement

déclenche :

• une décision prise par l’utilisateur,

• ou une action gérée automatiquement par le système.

Exemple :

- Un poste de sciage s’arrête après avoir débité 20 pièces d’un même lot

- Dans un système à programmation chronologique, le comptage du temps écoulé permet de déclencher automatiquement certaines opérations : arrosage d’un jardin, mise en marche d’un appareil électroménager, allumage d’un feu de signalisation…

2. Exemple d’application de la fonction

Un système de comptage comprend toujours un compteur.

Un compteur est un système logique dont le mot binaire en sortie se modifie chaque fois qu’une information est appliquée à son entrée.

Suivant le cas, cette information peut être :

- un signal logique qui est l’image informationnelle de l’événement à compter, après la saisie de ce dernier par le capteur,

- un signal logique généré à l’intérieur du système à partir d’une grandeur périodique, la fréquence par exemple.

Le compteur est un circuit intégré (ou une association de circuits) qui compte, suivant le système de numération binaire, le nombre d’impulsions appliquées à son entrée.

Suivant qu’une nouvelle impulsion incrémente (n+1) ou décrémente (n-1) la valeur binaire du mot de sortie, le circuit fonctionne en compteur ou en décompteur.

3. Caractéristiques des compteurs

La caractéristique principale d’un compteur est sa capacité de comptage.

La capacité de comptage détermine le nombre de bits du mot binaire de sortie.

a. Compteur Modulo 2 :

Le mot binaire de sortie du compteur le plus simple n’a qu’un bit qui ne peut donc prendre que l’état logique 0 ou 1 lorsque les impulsions à compter se succèdent sur l’entrée du compteur. Le mot de sortie est à l’état logique 1 toutes les deux impulsions, le compteur divise par 2 le nombre des impulsions d’entrée. Cette caractéristique de division est désignée par le modulo du compteur qui dans ce cas est 2. La structure d’un compteur modulo 2 est une bascule :

- du type D,

- du type JK.

b. Compteur Modulo 2N

Un compteur modulo 2 étant constitué d’une bascule, il est possible :

- d’associer 2 bascules pour réaliser un compteur modulo 4 soit 22,

- d’associer 3 bascules pour réaliser un compteur modulo 8 soit 23…

c. Compteur dont le modulo est différent de 2N

Il est toujours possible de réaliser un compteur dont le modulo est différent de 2N. Il suffit de forcer sa réinitialisation à zéro avec le mot de sortie qui suit immédiatement la dernière impulsion comptée.

De plus, les compteurs binaires sont classés en 2 catégories :

- les compteurs asynchrones,

- les compteurs synchrones.

d. Compteur binaire asynchrone

Dans ce type de structure, l’impulsion de progression du compteur est appliquée sur l’entrée d’horloge du premier étage, les entrées d’horloge des autres bascules reçoivent le signal de sortie de l’étage précédent.

e. Compteur binaire synchrone

Dans la structure synchrone, l’horloge est la même pour tous les étages : le basculement de toutes les bascules se fait en même temps.

f. Initialisation et prépositionnement des compteurs

Très souvent, il convient de positionner les sorties du compteur de manière à connaître la condition initiale de fonctionnement de la structure. Cette fonction est réalisée à partir d’entrées d’initialisation qui forcent toutes les sorties à l’état logique 0 (CLR, Clear, RAZ, RESET…) ou à 1 (SET, RAU…) et d’entrées de prépositionnement (LOAD) qui permettent de « charger » en sortie un mot binaire (0101 par exemple pour un compteur 4 bits). Ces entrées sont le plus souvent asynchrones.

4. Références nominatives

Symbole distinctif des compteurs CTR : compteur

CTR DIV m : compteur-décompteur par

m ou modulo m

Entrée de comptage UP : Incrémente de 1 la sortie du

compteur.

Entrée de décomptage

DOWN : Décrémente de 1 la sortie du

compteur.

Sortie fin de cycle de comptage CO : Carry. état indiquant que le

Compteur est plein.

Sortie fin de cycle de décomptage BO : Borrow. État indiquant que le

Compteur est vide.

Entrée de validation EN, CTEN, CE, OE : Valide le circuit, les

sorties…

Entrée d’horloge CLK, H : Signal permettant l’évolution

des sorties

Entrée dynamique

Etat interne = 1 sur le front montant du signal

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