ELE-BÉlectronique numérique (mise en forme, comptage, conversion)

Comptage, modulo et circuits 74190 / 4516

Idée directrice

Les compteurs (temporisation, position) fixent un modulo à partir d'un nombre d'impulsions $N$ , configurent CTEN, D/U, LOAD, et enchaînent des CI (74190, 4516) en cascade.

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« Circuit de comptage » ; « modulo » ; « CTEN » ; « 74190 »

Besoin d’un point de départ ? Voir la méthode

Calculer $N=t/T_{\mathrm{horloge}}$ avant le modulo.
Lire la table de vérité du CI (CTEN, LOAD actifs à 0 ou 1).
En cascade, propager RCO / retenue correctement.
Chargement ou RAZ asynchrone : détecter l'état qui suit le dernier état voulu ; chargement synchrone : détecter le dernier état voulu.

Les pièges à vérifier dans ta démarche

Confondre modulo et nombre de bits ; inverser la polarité de CTEN.

Échanger unités et dizaines dans la détection d'un état en cascade (modulo 24 : $Q_{2u}\cdot Q_{1d}$ , pas l'inverse).

Sujet principal

Exercice — dans l'esprit des sujets du bac

4 questionsCorrigé masqué

Un circuit de comptage réalise une temporisation de $5\,\mathrm{s}$ (bac 2016). Une horloge délivre des impulsions ; le compteur doit totaliser $N$ impulsions en $5\,\mathrm{s}$ . Le corrigé indique un modulo 50. Pour le CI 74190 : CTEN $=0$ pour valider, D/U $=0$ en mode compteur, LOAD $=0$ et $ABCD=0000$ pour mise à zéro.

Si l'horloge a une période $T=0{,}1\,\mathrm{s}$ , combien d'impulsions $N$ en $5\,\mathrm{s}$ ? Quel modulo en déduit-on ?
Quelle valeur logique sur CTEN valide le 74190 ?
Quelle combinaison sur $ABCD$ avec LOAD $=0$ remet les sorties à zéro ?
Un autre sujet (bac 2017 contrôle) donne un modulo $786=(1100010010)_2$ et $MR=Q_9 Q_8 Q_4 Q_1$ . Que représente $MR$ ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

Idée : le modulo est le nombre d'états du cycle de comptage avant recyclage.

1. $N=5/0{,}1=50$ impulsions $\Rightarrow$ modulo 50.

2. CTEN $=\mathbf{0}$ .

3. $ABCD=\mathbf{0000}$ .

4. $MR$ est l'entrée de remise à zéro (Master Reset) du compteur, activée par la combinaison de sorties correspondant au modulo.

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Choisis un seul transfert après le sujet principal. Qu’est-ce qui change ? Quel résultat ou quelle méthode peux-tu réutiliser ? Les autres exercices restent disponibles pour une prochaine séance.

Variantes rencontrées : temporisation par comptage d'impulsions (modulo 50, 74190, 2016 principale) ; remise à zéro d'une cascade de 4516 (modulo 786, 2017 contrôle) ; compteurs 74191, 74193, 4029 à chargement parallèle et comparateurs 7485 ou 4585 (2020, 2024 contrôle).

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill ELE-B.1 — Impulsions et modulo

Entraînement 01 / 05

Drill ELE-B.1 — Impulsions et modulo

2 questionsCorrigé masqué

Une temporisation de $5\,\mathrm{s}$ est obtenue en comptant des impulsions d'horloge.

Si $f_{\mathrm{clk}}=10\,\mathrm{Hz}$ , calculer $N$ .
En déduire le modulo.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. $N=5\times 10=\mathbf{50}$ .

2. Modulo $\mathbf{50}$ (corrigé 2016).

On vérifie l'homogénéité des unités avant de conclure le résultat numérique.

Cette démarche reprend le fil du corrigé : expression littérale d'abord, application numérique ensuite.

2 Drill ELE-B.2 — Configuration 74190

Entraînement 02 / 05

Drill ELE-B.2 — Configuration 74190

3 questionsCorrigé masqué

Pour un CI 74190 :

CTEN pour valider le fonctionnement ?
D/U pour un fonctionnement en compteur ?
LOAD et ABCD pour mise à zéro des sorties ?

Les données numériques sont celles du dossier technique ; on ne change que la grandeur demandée.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

CTEN $=0$ ; D/U $=0$ ; LOAD $=0$ et $ABCD=0000$ .

On vérifie l'homogénéité des unités avant de conclure le résultat numérique.

Cette démarche reprend le fil du corrigé : expression littérale d'abord, application numérique ensuite.

Relecture : vérifier l'unité (V, mV, Hz) et le sens du montage avant d'écrire le résultat.

3 Drill ELE-B.3 — Modulo 786 et MR

Entraînement 03 / 05

Drill ELE-B.3 — Modulo 786 et MR

2 questionsCorrigé masqué

Un compteur d'empileur a un modulo $786$ ; $(786)_{10}=(1100010010)_2$ ; $MR=Q_9\cdot Q_8\cdot Q_4\cdot Q_1$ .

Pourquoi $MR$ est-il un produit de sorties $Q_i$ ?
Que se passe-t-il lorsque la combinaison modulo est atteinte ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. On détecte exactement le code binaire du modulo pour générer le reset.

2. Remise à zéro du compteur (recyclage) — fin de cycle de comptage.

On vérifie l'homogénéité des unités avant de conclure le résultat numérique.

Relecture : vérifier l'unité (V, mV, Hz) et le sens du montage avant d'écrire le résultat.

4 Drill ELE-B.4 — Compteur modulo 4 et niveaux

Entraînement 04 / 05

Drill ELE-B.4 — Compteur modulo 4 et niveaux

1 questionCorrigé masqué

Un circuit 4516 câblé en compteur modulo 4 détecte des niveaux $N_0$ , $N_1$ , $N_2$ (bac 2017 contrôle). On a $MR=X_1+Q_2$ .

Expliquer le rôle de $X_1$ dans $MR$ (idée de synchronisation / initialisation).

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

$X_1$ force un reset asynchrone (ou synchrone selon câblage) lorsque l'étape / condition $X_1$ est vraie, en plus du décodage $Q_2$ du modulo 4 — pour réaligner le compteur sur le cycle machine.

On vérifie l'homogénéité des unités avant de conclure le résultat numérique.

5 Drill ELE-B.5 — Circuit de comptage 5 → 42 avec deux 4510 et chargement parallèle

Entraînement 05 / 05

Drill ELE-B.5 — Circuit de comptage 5 → 42 avec deux 4510 et chargement parallèle

4 questionsCorrigé masquéEn cours de relecture

Un circuit de comptage doit compter de $5$ à $42$ puis recommencer à $5$ : il utilise deux compteurs BCD 4510 (unités et dizaines) montés en cascade, en comptage ( $U/\overline{D}=1$ ), et un bouton Init. L'entrée PL (chargement parallèle, active au niveau haut) est asynchrone : les sorties prennent aussitôt la valeur de $P_3P_2P_1P_0$ .

Quelle valeur faut-il charger sur chaque circuit ? Donner $P_3P_2P_1P_0$ des unités et des dizaines.
Quel état faut-il détecter pour recharger ? Écrire l'équation de PL avec le bouton Init.
Quel est le modulo du compteur ainsi réalisé ?
Pourquoi détecter $42$ au lieu de $43$ donnerait-il un cycle faux ?

Cet exercice et sa correction sont en cours de relecture. Tu peux les consulter ; l’exercice n’est pas encore proposé en séance.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

Idée : avec un chargement asynchrone, on détecte l'état qui suit le dernier état voulu ; il n'existe qu'un instant.

1. On charge $05$ : unités $P_3P_2P_1P_0=0101$ , dizaines $0000$ .

2. L'état suivant $42$ est $43$ : dizaine $4=0100$ ( $Q_2$ ), unité $3=0011$ ( $Q_1$ , $Q_0$ ). $\mathrm{PL}=(Q_0\cdot Q_1)_u\cdot(Q_2)_d+\mathrm{Init}$ .

3. De $5$ à $42$ : $42-5+1=\mathbf{38}$ états, modulo 38.

4. Détecter $42$ rechargerait dès son apparition : l'état $42$ ne serait jamais stable et le cycle irait de $5$ à $41$ (modulo 37).

Relier ce raisonnement au bac

Choisis une filière pour voir les sujets qui étayent ce scénario.

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Drill ELE-B.2 — Configuration 74190

Drill ELE-B.3 — Modulo 786 et MR

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