Compteur 1

 

Le schéma présenté ici montre une façon de faire pour réaliser un compteur entre 00 et 99, en utilisant deux afficheurs à LEDs sept segments. Il est possible de le simplifier pour le transformer en compteur de 0 à 9, ou encore de l'étendre pour lui permettre d'afficher un nombre entre 000 et 999 ou même 0000 et 9999. Version CMOS (+3V à +15V) avec CD4029 et CD4543. Voir aussi Compteur 2 à base de CD4518 et CD4511Compteur 3 à base de SN7490 et SN7447 et Compteur 4 à base de CD4033. Les composants utilisés ici peuvent aussi être mis à contribution pour réaliser un décompteur, voir page Décompteur 1.

Schéma

Le schéma qui suit est celui que j'ai retenu et dupliqué en trois exemplaires pour la section affichage de mon jeu Rouleboule.

Compteur 001

Impulsions de comptage

Le comptage s'effectue ici de façon manuelle au travers du bouton poussoir SW1, mais vous pouvez bien entendu remplacer ce bouton poussoir par un circuit "automatique" quelconque (sortie d'un oscillateur ou d'un système de comptage de personnes, par exemple). Tel quel, le compteur est incrémenté de une unité à chaque nouvel appui sur le bouton poussoir. Et comme vous le savez peut-être, ce composant génère des rebonds mécaniques quand on l'actionne. En clair : vous appuyez dessus une seule fois, et il fournit une suite de "fermé / ouvert" qui, si l'on n'y prend garde, produit le même effet que si l'on avait appuyé dessus plusieurs fois de suite à grande vitesse. Bien entendu, mieux vaut éviter que ce genre de comportement soit vu par notre compteur, si l'on ne veut pas que l'affichage passe de 07 à 14 avec un seul appui sur le bouton poussoir. Pour cela, un circuit anti-rebonds rudimentaire mais suffisamment efficace, est constitué par les deux composants R2 et C2. Pour simplifier, on peut dire que C2 "absorbe" les rebonds.

Remarque : un circuit anti-rebonds n'est pas un système qui supprime les rebonds mécaniques de l'élément mécanique actionné (ici un bouton poussoir), mais qui empêche la production d'une suite d'impulsions électriques, là où il ne devrait normalement y en avoir qu'une.

Comptage

Le comptage des impulsions est assuré par un circuit intégré logique appelé curieusement compteur (hasard ou pas, je ne sais pas trop). Ce compteur est un modèle un peu particulier, dans le sens où il est prépositionnable. Misère, un circuit intégré logique compteur prépositionnable ! Et vous voulez qu'on continue l'électronique, avec ça ! Et bien, pourquoi pas ? On a tous déjà entendu parler un médecin dans une langue inconnue de nous ("vous avez une laryngotomie aigüe doublée d'un staphilocoquesinjake poisseux, je vais vous soignez ça avec du daffalganosotropikopylus, et ça ira mieux dans 7 jours"), et ça ne nous empêche pas d'y retourner, non ? Il existe plusieurs type de compteurs, et j'ai choisi un des plus compliqués, ça va de soi. Nous disions donc prépositionnable.

Soyez rassuré, ce n'est pas si grave que ça. Le terme prépositionnable veut simplement dire que l'on peut initialiser le compteur pour qu'il commence à compter (ou à décompter) à partir d'un nombre quelconque, et donc pas forcement par zéro. Ca peut servir dans certaines applications, mais ici, nous ne profiterons pas de cette fonctionnalité et nous ferons en sorte que le comptage s'effectue de façon "normale". Ainsi, toutes les entrées de prépositionnement A, B C et D sont reliées à la masse. Et de la façon dont le compteur est câblé, ses sorties BCD (QA, QB, QC et QD) fournissent un mot binaire dont la valeur s'incrémente de une unité à chaque impulsion appliquée sur l'entrée d'horloge CLK (CLK = clock = horloge). Quand le compteur atteint la valeur binaire de sortie 1001, qui correspond en décimal à 9, la valeur qui suit est 0000 (valeur décimale 0). Au moment même où le compteur repasse à zéro, la sortie de retenue CO (borne 7) change d'état et incrémente de une unité le compteur dont l'entrée d'horloge est reliée à cette sortie (j'ai nommé U3). Pour résumer, nous avons un premier compteur (U1) qui s'incrémente à chaque appui sur le bouton poussoir, et nous avons un second compteur (U3) qui s'incrémente quand le premier compteur s'est incrémenté dix fois. Vous l'avez compris, le premier compteur sert pour les unités, et le second compteur sert pour les dizaines. Bien, le comptage c'est bien, mais l'affichage, c'est mieux. Nous disposons de deux compteurs qui fournissent des mots binaires, mots bien peu adaptés à l'affichage direct sur des afficheurs sept segments. Nous devons trouver une solution, et si possible, rapidement.

Décodage et affichage

Nous disposons de deux mots binaires. Un pour les unités, fourni par le circuit intégré U1, et un autre pour les dizaines, fourni par U3. Nous voulons afficher ces mots binaires en chiffres arabes, que nous connaissons bien : 0, 1, 2, ... jusqu'à 9. Pas de mystère, il nous faut un composant qui assure une "interface de langage". Ouf, ça existe tout fait, et ça s'appelle un décodeur BCD / 7 segments. Ca aurait pu être pire. Il existe plusieurs types de décodeurs assurant cette fonction, mon choix s'est porté sur un CD4543. Je l'aime bien, celui-là, car il dispose d'une entrée de sélection qui permet d'inverser la logique de sortie (celle qui pilote les afficheurs), et qui permet de ce fait d'utiliser des afficheurs à anode commune ou à cathode commune. Dans notre cas, nous utilisons des afficheurs à cathode commune. Notez la simplicité de la chose : on entre sur ce circuit un mot binaire (A, B, C et D), et il ressort un mot décimal spécialement adapté pour affichage sur sept segments (A, B, C, D, E, F et G).

Prototype

Rien de spécial à dire. 


Modèle à deux afficheurs (00 à 99)

Ah si : sur le schéma, on voit des résistances (390 ohms) entre les sorties des décodeurs BCD / 7 segments CD4543 et les afficheurs, et sur le proto, on n'en voit aucune. Mais je vous sais fort curieux, et vous allez immédiatement sauter sur le datasheet du CD4543 pour savoir pourquoi je peux me permettre une telle animosité.

Réduction à un seul afficheur

Il est tout à fait possible de supprimer la moitié des composants, si l'affichage est limité à la plage 0 à 9. C'est ce que montre le schéma suivant.

compteur_001b

Extension d'affichage

Extension désirée pour affichage jusqu'à 999 ? Possible aussi, il suffit de chaîner un troisième compteur CD4029 au deuxième déjà en place, c'est à dire de relier la sortie CO du compteur précédent sur son entrée CLK, et de lui adjoindre sa propre section de décodage BCD / sept segments (CD4543).

compteur_001c

Pour affichage jusqu'à 9999, ajout d'un quatrième CD4029, d'un quatrième CD4543 et d'un quatrième afficheur sept segments, selon le même principe de câblage. Comme vous pouvez le constater, ce n'est que de la recopie.

 

 

 

 

 

 

Accuil








 

 

Recherche personnalisée