Les compteurs
On présente dans cette section rapidement les compteurs d'une part parce que c'est un composant électronique qui manipule des nombres représentés en binaire et également parce que nous en aurons besoin pour illustrer le principe d'un convertisseur analogique numérique. Il faut insister sur le fait que ce cours ne donne pas de compétence opérationnelle en électronique numérique qui est une partie fondamentale de la formation en « génie électrique ». Nous ne faisons qu'effleurer ce vaste domaine a minima pour les besoins essentiels du traitement numérique du signal. On montre, en électronique numérique, qu'avec le transistor qui fonctionne comme interrupteur commandé, on réalise l'ensemble de toutes les fonctions de l'électronique numérique, de la porte logique ET jusqu'aux processeurs modernes avec leur presque 2 milliards de transistors. Avec quelques transistors, on réalise les fonctions logiques élémentaires (ET, OU, NON, OU exclusif). Avec ces fonctions logiques élémentaires, on réalise toute fonction logique combinatoire. Par ailleurs, avec quelques portes ET, on réalise les bascules qui sont les dispositifs de base de l'électronique séquentielle. Avec quelques bascules, on réalise des compteurs et des registres. Avec ces derniers composants, c'est l'univers de la logique programmée qui nous ouvre ses portes avec ses processeurs historiques à quelques dizaines de milliers de transistors et aujourd'hui ses processeurs à bientôt 2 milliards de transistors.
Pour nous, plus modestement, nous regarderons le fonctionnement des compteurs sans toutefois décrire leur structure. Nous en ferons donc une description « boîte noire » et fonctionnelle suffisante pour les besoins de la suite de ce chapitre.
Un compteur comporte une entrée principale (l'entrée d'horloge) et n bits de sortie notés généralement QA, QB, QC, QD, etc. Ces n bits de sortie forment un mot binaire dont QA représente le poids faible. Le principe de fonctionnement est simple : à chaque front actif de l'entrée d'horloge, le mot formé des n bits de sortie est incrémenté (voire décrémenté pour un décompteur) de 1. Le front actif est soit le passage de 0 à 1 (front montant) soit le passage de 1 à 0 (front descendant).
L'image ci-dessus représente dans l'environnement Pspice un compteur 4 bits avec une horloge active sur front descendant (d'où le petit cercle sur l'entrée A). Il peut y avoir des entrées secondaires, ici l'entrée CLR qui permet de faire une remise à 0 générale du mot de sortie.
Le lien ci-dessous permet de télécharger le schéma PSice du compteur 4 bits.
