Compteur modulo 16

Un article de Wikipedia.

Sommaire

Compteur modulo 16

But

Déterminer les composants logiques d'un compteur modulo 16.

Introduction

La réalisation est centrée sur des bascules JK Master / Slave (voir Bascule JK sur Wikipedia).

Table de vérité d'une bascule JK

La table de vérité d'une bascule JK est :

JKQ+
00Q
010
101
11/Q (le complément de Q)

Table des transitions d'une bascule JK

Sa table des transitions déduites de sa table de vérité est :

QQ+JK
000x
011x
10x1
11x0

Compteur modulo 16

Un compteur modulo 16 nécessite 4 bascules JK.

Etats du compteur

Les états d'un compteur modulo 16 ainsi que les états de bascules JK sont les suivants :

EtatQQ+dcba
dcbadcbaJKJKJKJK
0000000010x0x0x1x
1000100100x0x1xx1
2001000110x0xx01x
3001101000x1xx1x1
4010001010xx00x1x
5010101100xx01xx1
6011001110xx0x01x
7011110001xx1x1x1
810001001x00x0x1x
910011010x00x1xx1
1010101011x00xx01x
1110111100x01xx1x1
1211001101x0x00x1x
1311011110x0x01xx1
1411101111x0x0x01x
1511110000x1x1x1x1

Matrice de référence

La matrice de référence des états du compteur :

QdQc\QbQa00011110
00 0132
01 4576
11 12131514
10 891110

Réduction des fonctions J et K

QdQc\QbQa00011110
00 1xx1
01 1xx1
11 1xx1
10 1xx1
Ja = 1 
QdQc\QbQa00011110
00 x11x
01 x11x
11 x11x
10 x11x
Ka = 1
QdQc\QbQa00011110
00 01xx
01 01xx
11 01xx
10 01xx
Jb = Qa 
QdQc\QbQa00011110
00 xx10
01 xx10
11 xx10
10 xx10
Kb = Qa
QdQc\QbQa00011110
00 0010
01 xxxx
11 xxxx
10 0010
Jc = QaQb 
QdQc\QbQa00011110
00 xxxx
01 0010
11 0010
10 xxxx
Kc = QaQb
QdQc\QbQa00011110
00 0000
01 0010
11 xxxx
10 xxxx
Jd = QaQbQc 
QdQc\QbQa00011110
00 xxxx
01 xxxx
11 0010
10 0000
Kd = QaQbQc

Résultats

Les résultats de la réduction des fonctions J et K sont compréhensibles :

  • Qa change de valeur à chaque impulsion d'horloge. Cela se réalise quand J = K = 1 d'après la table de vérité de la bascule JK, d'où Ja = Ka = 1.
  • Qb change de valeur après la prochaine impulsion d'horloge seulement quand le bit inférieur (Qa) est à 1, sinon il conserve sa valeur. D'ou Jb = Kb = Qa. Lorsque Qa = 1, Qb change de valeur et lorsque Qa = 0, Qb conserve sa valeur (selon la table de vérité de la bascule JK lorsque J = K = 0).
  • Qc change de valeur après la prochaine impulsion d'horloge seulement quand les deux bits inférieurs (Qa et Qb) sont à 1, sinon il conserve sa valeur. D'ou Jc = Kc = QaQb.
  • Qd change de valeur après la prochaine impulsion d'horloge seulement quand les trois bits inférieurs (Qa, Qb et Qc) sont à 1, sinon il conserve sa valeur. D'ou Jd = Kd = QaQbQc.
  • Cela se généralise pour un compteur à n bascules JK :
    • J1 = K1 = 1.
    • Jn = Kn = Q1Q2...Qn-1 pour n > 1


Conclusions

Un compteur modulo 16 se réalise avec 4 bascules JK et 2 portes ET.

Ressources