CHAPITRE 10: Les compteurs et séquenceurs

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Stéphanie Chassé
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1 Circuits Numériques CHAPITRE : Les compteurs et séquenceurs BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs /4

2 Objectifs A la fin de ce chapitre, vous devez être capable: De définir la notion de compteur, la différence entre compteur synchrone et asynchrone De donner le schéma d un compteur binaire asynchrone et synchrone BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 2/4

3 Sommaire. Définitions 2. Compteurs asynchrones 3. Compteur synchrone 4. Modules standards 5. uand le modulo n est pas une puissance de 2... BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 3/4

4 . Définitions Machine à états finis qui parcourt, éventuellement de façon continue, une séquence prédéfinie d états successifs sous le contrôle d un signal de commande: l horloge Compteur: la séquence généré est de type "numérique". Pour un compteur modulo 2 k, la séquence est:,, 2, k - Séquenceur: la séquence généré est quelconque quelconque transition initiée par le signal de commande B B B2 BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 4/4

5 . Définitions Différents types de compteur Binaire GRAY Ring Twisted-Tail BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 5/4

6 2. Compteurs asynchrones Compteur binaire asynchrone (exemple sur 3 bits avec bascule ) CL B! changements d état sur front n = n- B n n B2 B B B2 n- n- "" "" "" n- n- "" "" "" CL BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 6/4

7 2. Compteurs asynchrones Problème lors des transitions entre états décimal B2 B B 3 4 transition de B transition de B transition de B2! Il existe des états erronés entre deux états valides Temps de transition (τ) entre états pour un compteur à n étages: τ max n T P < f Transition majeure: Tous les bits changent simultanément de valeur Avantage: très simple à réaliser! Limitation de vitesse BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 7/4

8 3. Compteurs synchrones Toutes les horloges sont activées simultanément B B B2???! Il faut déterminer les fonctions logiques des entrées et en fonction de la séquence à réaliser CL Observation du chronogramme Diagramme d états CL B B B2 BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 8/4

9 3. Compteurs synchrones Observation du chronogramme CL B B B2 n n n- n- n- n- B: change systématiquement d état B: change d état si B = "" B2: change d état si B = "" et B = "" = = "" = = B 2 = 2 = B B Si on étend à plus de 3 bits: n = n = Bn- Bn-2... B on obtient un circuit itératif BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 9/4

10 3. Compteurs synchrones Implémentation Bloc fonctionnel de base portes optionnelles chaînage B B B2 B3 "" "" "" CL B B B2 B3 EN CL EN: autorise le comptage (ENable) BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs /4

11 3. Compteurs synchrones Inconvénient: plus compliqué qu un compteur asynchrone Temps de transition (τ) entre états état précédent état suivant T PLH, T PHL τ max = max( T PHL, T PLH ) front d horloge Fréquence maximale d horloge cas le plus défavorable lors d une transition majeure: l information doit se propager le long du chaînage max( T PHL, T PLH ) + ( n ) max( T BASC PHL, T PLH ) + AND T su < f BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs /4

12 4. Modules standards EN: autorise le comptage EN 2 n MAX LOAD: chargement du compteur à une valeur donnée sur les entrées I... In LOAD CLR CL I I I2 In CLR: remise à zéro MAX: actif lorsque le comptage atteint 2 n -, permet le chaînage B B3 B4 B7 EN EN 2 3 MAX EN 2 3 MAX LOAD LOAD LOAD CLR CLR CL I I I2 I3 CLR CL I I I2 I3 CL BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 2/4

13 BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 3/4 5. uand le modulo n est pas une puissance de 2 Solution : on traite ce cas comme s il s agissait d une machine à états finis quelconque en prenant soin de tenir compte des états non utilisés Exemple: compteur modulo 6 (comptage de à 5) décimal B2 B B état présent état suivant décimal B2* B* B* D2 D D états non utilisés affectation choisie D = D = D2 =

14 5. uand le modulo n est pas une puissance de 2 Solution 2: on utilise un compteur de modulo supérieur et on met à profit les entrées CLEAR ou LOAD Exemple: compteur modulo (comptage de à ) On part d un compteur modulo 6 (4 bascules) si CLEAR synchrone: détection de la valeur passage du CLEAR à si CLEAR asynchrone: détection de la valeur passage du CLEAR à (existence d un état fugitif non voulu) si LOAD synchrone: si LOAD asynchrone: détection de la valeur détection de la valeur passage du LOAD à avec passage du LOAD à avec les entrées à les entrées à (existence d un état fugitif non voulu) BRS - N3/U3 - an 25 - Compteurs 4/4

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