Un compteur est un circuit séquentiel qui permet de dénombrer des impulsions appliquées sur son entrée d' horloge (clk : clock ) et de restitué sur ces sorties des informations sous forme binaire .A chaque impulsion l' état du compteur est modifié et entre deux impulsions son état reste stable ,un compteur est donc aussi une sorte de regitre mémoire .Un compteur doit démarrer vide ou plein suivant l' utilisation , l 'entrée RAZ ou CLR ou MR ou R sert de remise à zéro .L' entrée CE (count enable ) servant a valider le circuit ou interrompre le comptage .
.Compteur asynchrone
Le compteur asynchrone est basé sur le diviseur de fréquence. Il s'agit d'une simple bascule D dont la sortie inverseuse est envoyée sur son entrée D. Ainsi, à chaque front montant de l'entrée d'horloge, la donnée transferrée sur la sortie est complémentée. La fréquence du signal est donc divisée par deux :
Un compteur asynchrone est simplement constitué de plusieurs diviseurs de fréquences (autant que de bits requis)
Si l'on désire un compteur , les entrées d'horloge doivent être actives sur front descendant . Cela conduit à ce résultat :
Comme vous pouvez le constater, Q1 Q2 Q3 Q4 sont successivement égales à 0000, 0001, 0010, ..., 1111, c'est-à-dire 0, 1, 2, ..., 15. Bien sûr ce cycle continue indéfiniment, aussi longtemps que le signal d'horloge est présent. C'est la façon la plus simple de réaliser un compteur, et bien sûr ce type de compteur est disponible sous forme de divers circuits intégrés prêts à l'emploi.
Exemple : Compteur asynchrone
Décompteur :
Pour réaliser un décompteur le signal d'horloge est actif sur
front montant.
Exemple de décompteur 3 bits, qui décompte de 7 à 0 :
Asynchrone :
Pourquoi ce type de compteur est-il qualifié d'asynchrone ou à Propagation
?
Comme tout circuit logique, la bascule D ne réagit pas immédiatement à un
changement sur son entrée d'horloge. Il existe un temps de transfert (quelques
nanosecondes) entre Q0 et Clk. Le même écart existe entre Q1 et Q0, et entre
Q2 et Q1. Pour n bits, le dernier signal est décalé de n fois cet écart élémentaire,
ce qui peut devenir un décalage assez important. Les signaux ne sont plus
synchrones, et si une combinaison logique de ces signaux doit être réalisée,
des glitchs apparaissent (transitions parasites 0-1-0 ou 1-0-1). Souvent cela ne
pose pas de problème car seule la dernière sortie est utilisée. Mais dans les
autres cas l'utilisation d'un compteur synchrone est préférable.
Modulo :
Si un compteur possède 16 états distincts ( 0000 à 1111 ) , on dit alors que c' est un compteur Modulo 16
.Compteur synchrone
Dans un compteur synchrone, les bascules changent d'état simultanément, car
elles sont pilotées par le même signal d'horloge.
La façon la plus simple d'implémenter un compteur synchrone est d'utiliser des
bascules T au lieu de bascules D. Une bascule T est très semblable à une
bascule D. La différence est que l'entrée D (Donnée) est remplacée par une
entrée T (Toggle) qui contrôle le changement d'état de la bascule. Si T=0, la
sortie garde sa valeur (0 ou 1) d'une période d'horloge à la suivante. Si T=1,
la bascule change d'état d'une période d'horloge à la suivante (Elle passe à
1 si elle était à 0, ou à 0 si elle était à 1).
Voici un exemple de compteur synchrone 4 bits :
Les chronogrammes sont similaires à ceux des compteurs asynchrones .Notez que les signaux Set et Reset, omis pour raison de clarté, sont néanmoins nécessaires pour être au moins en mesure de remettre toutes les sorties à zéro à la mise sous tension.
Compteur décompteur parralléle Modulo 8 :
Des compteurs synchrones 4 bits sont aussi disponibles dans la famille TTL. Ces circuits intégrés offrent aussi la possibilité de pré-charger une valeur initiale dans les bascules.
Certains compteurs ont même des entrées pour brancher une resistance et un condensateur pour réaliser un oscillateur .
