Compteur asynchrone

Qu'est-ce qu'un compteur?

Un compteur est un appareil qui peut compter un événement particulier sur la base du nombre de fois que l'événement ou les événements particuliers se sont produits. Dans un système de logique numérique ou des ordinateurs, ce compteur peut compter et stocker le nombre de fois qu'un événement ou un processus particulier s'est produit, en fonction d'un signal d'horloge. Le type le plus courant de compteur est un circuit logique numérique séquentiel avec une seule entrée d'horloge et plusieurs sorties. Les sorties représentent des nombres décimaux codés binaires ou binaires. Chaque impulsion d'horloge augmente le nombre ou diminue le nombre.

Qu'est-ce que l'asynchrone?

Asynchrone signifie l'absence de synchronisation. Quelque chose qui n'existe pas ou qui ne se produit pas en même temps. Dans le flux informatique ou de télécommunication, Asynchrone signifie contrôler la synchronisation de l'opération en envoyant une impulsion uniquement lorsque l'opération précédente est terminée plutôt que de l'envoyer à intervalles réguliers.

Compteur asynchrone

Nous avons maintenant compris ce qu'est contre et quel est le sens du mot asynchrone . Un compteur asynchrone peut compter à l'aide d'une entrée d'horloge asynchrone. Les compteurs peuvent être facilement fabriqués à l'aide de tongs. Comme le compte dépend du signal d'horloge, dans le cas d'un compteur asynchrone, des bits d'état changeants sont fournis en tant que signal d'horloge aux bascules suivantes. Ces bascules sont connectées en série, et l'impulsion d'horloge ondule à travers le compteur. En raison de l'impulsion d'horloge d'ondulation, on l'appelle souvent un compteur d'ondulation. Un compteur asynchrone peut compter 2 ⁿ - 1 états de comptage possibles.

Compteur tronqué asynchrone et compteur de décades

Comme il existe un nombre de sortie maximum pour les compteurs asynchrones comme MOD-16 avec une résolution de 4 bits, il existe également des possibilités d'utiliser un compteur asynchrone de base dans une configuration où l'état de comptage sera inférieur à leur nombre de sortie maximum. Les compteurs Modulo ou MOD font partie de ces types de compteurs. La configuration est faite de telle manière que le compteur se remet à zéro à une valeur préconfigurée et a des séquences tronquées.

Ainsi, si un compteur avec le nombre spécifique de résolutions (résolution de n bits) compte jusqu'à est appelé en tant que compteur de séquence complète et, d'autre part, s'il est inférieur au nombre maximum, est appelé en tant que compteur tronqué.

Pour tirer parti des entrées asynchrones de la bascule, le compteur tronqué asynchrone peut être utilisé avec la logique combinatoire.

Le compteur asynchrone Modulo 16 peut être modifié à l'aide de portes logiques supplémentaires et peut être utilisé de manière à ce que la sortie donne une sortie de compteur à décade (divisée par 10), ce qui est utile pour compter les nombres décimaux standard ou dans les circuits arithmétiques. Ce type de compteurs est appelé compteurs Décennie.

Decade Counters nécessite une remise à zéro lorsque la sortie atteint une valeur décimale de 10.

Si nous comptons 0-9 (10 étapes), le nombre binaire sera -

Nombre de nombres	Nombre binaire	Valeur décimale
0	0000	0
1	0001	1
2	0010	2
3	0011	3
4	0100	4
5	0101	5
6	0110	6
sept	0111	sept
8	1000	8
9	1001	9

Ainsi, lorsque la sortie atteint 1001 (BCD = 9), le compteur doit être réinitialisé. Pour réinitialiser le compteur, nous devons renvoyer cette condition à l'entrée de réinitialisation. Le compteur qui compte de 0000 (BCD = 0) à 1001 (BCD = 9), est appelé BCD ou compteur décimal codé en binaire.

Chronogramme du compteur de décades asynchrone et de sa table de vérité

Dans l'image ci-dessus, un compteur asynchrone de base utilisé comme configuration de compteur de décades utilisant 4 bascules JK et une porte NAND 74LS10D. Le compteur asynchrone compte à la hausse sur chaque impulsion d'horloge à partir de 0000 (BCD = 0) à 1001 (BCD = 9). Chaque sortie de bascule JK fournit un chiffre binaire, et la sortie binaire est introduite dans la bascule suivante suivante en tant qu'entrée d'horloge. Dans la sortie finale 1001, qui est 9 en décimal, la sortie D qui est le bit le plus significatif et la sortie A qui est le bit le moins significatif, les deux sont dans la logique 1. Ces deux sorties sont connectées à l'entrée du 74LS10D. Lorsque l'impulsion d'horloge suivante est reçue, la sortie du 74LS10D rétablit l'état de Logic High ou 1 à Logic Low ou 0.

Dans une telle situation, lorsque le 74LS10D change la sortie, les bascules 74LS73 JK seront réinitialisées lorsque la sortie de la porte NAND est connectée à travers l'entrée 74LS73 CLEAR. Lorsque les bascules sont réinitialisées, la sortie de D à A est tout devenue 0000 et la sortie de la porte NAND est réinitialisée à la logique 1. Avec une telle configuration, le circuit supérieur montré dans l'image est devenu Modulo-10 ou un compteur de décades.

La table de vérité du compteur Décennie est indiquée dans le tableau suivant:

Impulsion d'horloge	Valeur décimale	Sortie - D	Sortie - C	Sortie - B	Sortie - A
1	0	0	0	0	0
2	1	0	0	0	1
3	2	0	0	1	0
4	3	0	0	1	1
5	4	0	1	0	0
6	5	0	1	0	1
sept	6	0	1	1	0
8	sept	0	1	1	1
9	8	1	0	0	0
dix	9	1	0	0	1
11	0	0	0	0	0

L'image ci-dessous montre le chronogramme et l'état des 4 sorties sur le signal d'horloge. L'impulsion de réinitialisation est également représentée sur le diagramme.

Création du compteur asynchrone, de l'exemple et de la convivialité

Nous pouvons modifier le cycle de comptage pour le compteur asynchrone en utilisant la méthode utilisée pour tronquer la sortie du compteur. Pour d'autres cycles de comptage, nous pouvons changer la connexion d'entrée à travers la porte NAND ou ajouter une autre configuration de portes logiques.

Comme nous l'avons vu précédemment, le fait que le module maximum puisse être implémenté avec n nombres de bascules est de 2 ⁿ. Pour cela, si nous voulons concevoir un compteur asynchrone tronqué, nous devons trouver la puissance la plus basse de deux, qui est soit supérieure, soit égale à notre module souhaité.

Par exemple, si nous voulons compter de 0 à 56 ou mod - 57 et répéter à partir de 0, le nombre le plus élevé de bascules nécessaires est n = 6, ce qui donnera un module maximal de 64. Si nous choisissons moins de nombre de bascules, le le module ne sera pas suffisant pour compter les nombres de 0 à 56. Si nous choisissons n = 5, la MOD maximale sera = 32, ce qui est insuffisant pour le comptage.

Nous pouvons mettre en cascade deux ou plusieurs compteurs d'ondulation de 4 bits et configurer chaque individu comme des formations « divisé par 16» ou « divisé par 8» pour obtenir un compteur MOD-128 ou plus spécifié.

Dans le segment 74LS, 7493 IC pourrait être configuré de cette manière, comme si nous configurons 7493 comme un compteur « divisé par 16 » et mettons en cascade 7493 autres chipsets en tant que compteur « divisé par 8 », nous obtiendrons une fréquence « divisée par 128» diviseur.

D'autres circuits intégrés comme le 74LS90 offrent un compteur ou un diviseur d'ondulation programmable qui peut être configuré comme un diviseur par 2, diviser par 3 ou diviser par 5 ou d'autres combinaisons.

D'autre part, 74LS390 est un autre choix flexible qui peut être utilisé pour une grande division par un nombre de 2 à 50 100 et d'autres combinaisons.

Diviseurs de fréquence

L'une des meilleures utilisations du compteur asynchrone est de l'utiliser comme diviseur de fréquence. Nous pouvons réduire la fréquence d'horloge haute à une valeur utilisable et stable bien inférieure à l'horloge haute fréquence réelle. Ceci est très utile dans le cas de l'électronique numérique, des applications liées à la synchronisation, des horloges numériques, des générateurs de source d'interruption.

Supposons que nous utilisions un circuit intégré de minuterie NE555 classique qui est un multivibrateur monostable / astable, fonctionnant à 260 kilohertz et la stabilité est de +/- 2%. Nous pouvons facilement ajouter un compteur d'ondulation 18 bits « divisé par 2» et obtenir une sortie stable à 1 Hz qui peut être utilisée pour générer 1 seconde de retard ou 1 seconde d'impulsion, ce qui est utile pour les horloges numériques.

Il s'agit d'un circuit simple pour produire une fréquence ou une synchronisation stable à partir d'une source instable en divisant la fréquence à l'aide d'un compteur d'ondulation. Des oscillateurs à cristal plus précis peuvent produire une haute fréquence précise autre que les générateurs de signaux.

Avantages et inconvénients du compteur asynchrone

Les compteurs asynchrones peuvent être facilement construits à l' aide de bascules de type D. Ils peuvent être mis en œuvre en utilisant un circuit de comptage « diviser par n », qui offre beaucoup plus de flexibilité sur les applications liées à une plus grande plage de comptage, et le compteur tronqué peut produire n'importe quel nombre de module.

Mais, malgré ces fonctionnalités, le compteur asynchrone offre certaines limitations et inconvénients.

Lors de l'utilisation du compteur asynchrone, des bascules de sortie de resynchronisation supplémentaires sont nécessaires pour resynchroniser les bascules. En outre, pour le nombre de séquences tronquées, lorsqu'il n'est pas égal à, une logique de rétroaction supplémentaire est nécessaire.

Lors du comptage d'un grand nombre de bits, du fait du système en chaîne, le délai de propagation par étapes successives est devenu trop important, ce qui est très difficile à éliminer. Dans une telle situation, les compteurs synchrones sont plus rapides et fiables. Il existe également des erreurs de comptage dans le compteur asynchrone lorsque des fréquences d'horloge élevées sont appliquées.