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

Câbler un compteur intégré d'après le document constructeur : mode, validation, RAZ ou chargement, cascade synchrone ou asynchrone

Idée directrice

Au bac, le compteur intégré ne se « calcule » pas : il se câble d'après le document constructeur. On lit d'abord quelles entrées sont actives au niveau bas (barre) et lesquelles agissent sans attendre l'horloge (asynchrones), puis on relie chaque broche : sens de comptage, validation, remise à zéro ou chargement d'une consigne BCD, horloge filtrée par une porte, et la cascade — asynchrone (le report des unités sert d'horloge aux dizaines) ou synchrone (même horloge, le report valide l'étage suivant).

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« relier en cascade asynchrone les deux circuits intégrés » ; « Relier aux niveaux logiques correspondant les entrées de commande » ; « la désactivation de l'entrée de programmation » ; « le câblage de l'autorisation du chargement des données par le bouton poussoir » ; « compléter les chronogrammes des sorties » ; « répondre par vrai ou faux »

Besoin d’un point de départ ? Voir la méthode

Lire la table : barre = actif à 0 ; « asynchrone » = agit sans front d'horloge ; noter les priorités (RAZ, puis chargement, puis horloge).
Sens : 74190/74191 → une horloge et $D/\overline{U}$ ; 74192/74193 → deux horloges UP/DOWN, celle qui ne sert pas figée à 1 ; 74LS168 et 4029 → $U/\overline{D}$ .
Consigne : chaque décade reçoit son chiffre en BCD sur D C B A (D = poids 8), unités et dizaines séparément.
Cascade asynchrone : report ou emprunt des unités → horloge des dizaines. Cascade synchrone : même horloge, report des unités → validation des dizaines.
Horloge filtrée : $H$ = capteur · étape ; remise à zéro = étape + bouton (porte OU si l'entrée est active à 1, NON-OU si elle est active à 0).

Les pièges à vérifier dans ta démarche

Laisser flotter l'horloge inutilisée d'un 74192 (elle doit rester à 1) ; relier $\overline{\mathrm{LOAD}}$ au bouton sans résistance de tirage ; inverser unités et dizaines dans le code BCD ; coder 36 en binaire naturel (100100) au lieu de deux chiffres BCD ; tracer un chargement asynchrone au front d'horloge, ou un chargement synchrone (74LS168, 40160) dès le passage de $\overline{\mathrm{LOAD}}$ à 0 ; appeler « synchrone » une cascade où le report des unités sert d'horloge.

Sujet principal

Exercice — circuit de comptage d'un poste de mise en cartons (74192), dans l'esprit des sessions 2019–2025

4 questionsFigure fournieCorrigé masqué

Dans un poste de mise en cartons de boîtes de dattes, un circuit de comptage formé de deux décompteurs 74192 (unités et dizaines) affiche le nombre de boîtes qui restent à placer dans le carton en cours. Au début de chaque carton, l'opérateur appuie sur le bouton poussoir $p$ : le nombre $36$ est chargé. Chaque boîte déposée est détectée par $S_4$ et n'est décomptée que pendant l'étape 12 : le signal d'horloge vaut $H=S_4\cdot X_{12}$ . Le bouton RAZ ou l'étape initiale ( $X_0=1$ ) remettent le décompteur à zéro.

Extrait du document constructeur du 74192 (compteur/décompteur décimal, symbole CTRDIV10) :

Broche	Rôle
CLR (14)	remise à zéro asynchrone, active au niveau haut
$\overline{\mathrm{LOAD}}$ (11)	chargement asynchrone de D C B A, actif au niveau bas
UP (5)	comptage sur front montant, DOWN restant au niveau haut
DOWN (4)	décomptage sur front montant, UP restant au niveau haut
$\overline{\mathrm{CO}}$ (12)	report : passe à 0 à l'état 9 pendant que UP = 0
$\overline{\mathrm{BO}}$ (13)	emprunt : passe à 0 à l'état 0 pendant que DOWN = 0

Priorités : CLR l'emporte sur $\overline{\mathrm{LOAD}}$ , qui l'emporte sur l'horloge.

1. Compléter le tableau par les niveaux logiques (0, 1, ↑ ou X) des entrées du 74192.

Mode	CLR	$\overline{\mathrm{LOAD}}$	UP	DOWN
Remise à zéro	…	…	…	…
Chargement	…	…	…	…
Comptage	…	…	…	…
Décomptage	…	…	…	…
Blocage	…	…	…	…

2. a. Donner le code BCD du nombre $36$ à appliquer sur les entrées D C B A de chaque circuit.

b. Quel est le modulo d'un seul 74192 ? En déduire le plus grand nombre de boîtes que l'on pourrait charger avec les deux circuits.

3. Compléter le schéma par les liaisons assurant :

le fonctionnement des deux circuits en décompteurs et leur mise en cascade asynchrone ;
l'application du signal $H$ au circuit des unités ;
le chargement de $36$ par le bouton $p$ (préciser les niveaux sur A, B, C, D) ;
la remise à zéro des deux circuits par RAZ ou par $X_0$ .

4. Le décompteur affiche $30$ .

a. Donner les mots $Q_DQ_CQ_BQ_A$ des unités et des dizaines après la boîte suivante.

b. Quel signal fait évoluer le circuit des dizaines ? Pourquoi la cascade est-elle dite asynchrone ?

5. Le chronogramme ci-dessous concerne le seul circuit des unités ( $UP=1$ , $DCBA=0110$ ). En respectant les priorités du document constructeur, compléter les chronogrammes des sorties $Q_A$ , $Q_B$ , $Q_C$ et $Q_D$ .

6. Répondre par vrai ou faux.

Proposition	Vrai ou faux
Le 74192 est un compteur binaire modulo 16.	…
L'entrée CLR agit sans attendre un front d'horloge.	…
Dans la cascade asynchrone, les deux circuits reçoivent le signal $H$ .	…
Si UP = DOWN = 1 en permanence, les sorties restent figées.	…

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : une barre signale une entrée active au niveau bas ; une horloge du 74192 n'agit que si l'autre reste à 1.

Mode	CLR	$\overline{\mathrm{LOAD}}$	UP	DOWN
Remise à zéro	1	X	X	X
Chargement	0	0	X	X
Comptage	0	1	↑	1
Décomptage	0	1	1	↑
Blocage	0	1	1	1

2.a Idée : en BCD, chaque chiffre décimal est codé séparément sur 4 bits (D = poids 8). Dizaines : $3=\boxed{0011}$ ( $D=0$ , $C=0$ , $B=1$ , $A=1$ ) ; unités : $6=\boxed{0110}$ ( $D=0$ , $C=1$ , $B=1$ , $A=0$ ).

2.b Le symbole CTRDIV10 indique un circuit décimal : modulo $10$ (états 0 à 9). Avec deux décades, l'affichage va de 00 à 99 : on peut charger au plus $\boxed{99}$ boîtes.

3. Idée : en décomptage, UP est figée à 1 et l'horloge arrive sur DOWN ; en cascade asynchrone, l'emprunt des unités devient l'horloge des dizaines.

Broche	Unités	Dizaines
UP	+5 V (niveau 1)	$\overline{\mathrm{CO}}$ des unités
DOWN	$H=S_4\cdot X_{12}$	$\overline{\mathrm{BO}}$ des unités
$\overline{\mathrm{LOAD}}$	point commun $p$ / $R$	point commun $p$ / $R$
CLR	sortie de la porte OU	sortie de la porte OU
D C B A	0 1 1 0	0 0 1 1

Au repos, $R$ tire $\overline{\mathrm{LOAD}}$ à 1 ; un appui sur $p$ le met à 0 et charge 36 sans attendre l'horloge. CLR étant actif au niveau haut, la porte OU réalise directement $CLR=X_0+\mathrm{RAZ}$ . La liaison $\overline{\mathrm{CO}}$ → UP des dizaines maintient cette entrée à 1, puisque les unités ne comptent jamais.

4.a Idée : un décompteur décimal passe de 0 à 9 et emprunte une unité aux dizaines. Unités : $0000\to\boxed{1001}$ ; dizaines : $0011\to\boxed{0010}$ . L'affichage devient $29$ .

4.b Les dizaines ne reçoivent pas $H$ : leur entrée DOWN est reliée à $\overline{\mathrm{BO}}$ des unités. À l'état 0, $\overline{\mathrm{BO}}$ est à 0 ; au front de $H$ qui fait passer les unités de 0 à 9, il remonte à 1 et ce front montant décompte les dizaines. L'horloge des dizaines dépend de l'état des unités : c'est une cascade asynchrone.

5. Idée : appliquer les priorités dans l'ordre CLR, puis $\overline{\mathrm{LOAD}}$ , puis les fronts de DOWN.

avant l'impulsion de CLR, l'état est inconnu ; pendant CLR = 1, $Q_DQ_CQ_BQ_A=0000$ et le front de DOWN à la graduation 1 est sans effet ;
$\overline{\mathrm{LOAD}}$ = 0 à la graduation 2,4 : $0110$ (6) apparaît aussitôt ; le front de DOWN à la graduation 3 est ignoré ;
fronts suivants : 5, 4, 3, 2, 1, 0, puis 9 (retour décimal de 0 à 9) ;
second chargement à la graduation 18,4 : 6, le front de la graduation 19 est ignoré ; puis 5 et 4.

6. Faux : CTRDIV10, le 74192 est décimal (modulo 10). Vrai : la remise à zéro est asynchrone. Faux : seul le circuit des unités reçoit $H$ , les dizaines sont pilotées par $\overline{\mathrm{BO}}$ — la même horloge sur les deux circuits définit la cascade synchrone. Vrai : sans front montant sur UP ni sur DOWN, le compteur est bloqué.

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 : cascade asynchrone de deux 74192 en comptage (principale 2019) ou en décompteur chargé par un bouton, avec remise à zéro (contrôle 2022) ; trois 74192 et désactivation de l'entrée de programmation (principale 2021) ; vrai ou faux sur les propriétés du 74192 (principale 2024) ; 74191 remis à zéro par chargement de 0000 (contrôle 2016) ; décompteur 74190 préchargé en minutes et bloqué à 00 par ses sorties de report (contrôle 2019) ; décompteur 4029 préchargé (contrôle 2018) et chronogramme du 4029 (contrôle 2024) ; cascade synchrone de 40160 (principale 2018) ou de 74LS168 avec préchargement désactivé (contrôle 2025). Le seul calcul du modulo reste traité en ELE-B.

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill ELE-D.1 — 74191 sans entrée de remise à zéro : validation, sens et RAZ par chargement de 0000

Entraînement 01 / 07

Drill ELE-D.1 — 74191 sans entrée de remise à zéro : validation, sens et RAZ par chargement de 0000

1 questionCorrigé masqué

Un circuit de comptage de rangées de pots utilise un 74191 (compteur/décompteur binaire, CTRDIV16) à horloge unique. Extrait du document constructeur :

Entrée	Rôle
$\overline{\mathrm{CTEN}}$	validation, active au niveau bas
$D/\overline{U}$	0 : comptage ; 1 : décomptage
$\overline{\mathrm{LOAD}}$	chargement asynchrone de D C B A, actif au niveau bas
CLK	horloge, front montant

Le circuit ne possède pas d'entrée de remise à zéro. Chaque rangée déposée sur le plateau est détectée par $\ell_2$ et comptée pendant l'étape 23 ; le compteur doit rester à zéro tant que l'étape 20 est active ( $X_{20}=1$ ). On dispose d'une porte ET à deux entrées et d'un inverseur.

1. Donner, sous forme de tableau, les niveaux de $D/\overline{U}$ et $\overline{\mathrm{CTEN}}$ pour le comptage, le décomptage et le blocage.

2. Donner l'état de $\overline{\mathrm{LOAD}}$ et la combinaison D C B A qui remettent les sorties à zéro.

3. Indiquer à quoi relier chaque entrée du 74191 : CLK, $\overline{\mathrm{CTEN}}$ , $D/\overline{U}$ , $\overline{\mathrm{LOAD}}$ , A B C D.

4. Un plateau complet porte 12 rangées : donner $Q_DQ_CQ_BQ_A$ à la fin du plateau. Combien de rangées un seul 74191 peut-il compter avant de revenir à 0 ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : $\overline{\mathrm{CTEN}}$ valide à 0 ; $D/\overline{U}$ choisit le sens (0 = comptage).

Mode	$D/\overline{U}$	$\overline{\mathrm{CTEN}}$
Comptage	0	0
Décomptage	1	0
Blocage	X	1

2. Idée : sans entrée CLR, remettre à zéro revient à charger 0000. $\overline{\mathrm{LOAD}}$ $=\boxed{0}$ et $DCBA=\boxed{0000}$ ; le chargement étant asynchrone, les sorties passent à 0000 aussitôt.

3. CLK ← sortie de la porte ET ( $\ell_2\cdot X_{23}$ ) ; $\overline{\mathrm{CTEN}}$ et $D/\overline{U}$ ← masse (validé, comptage) ; A, B, C, D ← masse ; $\overline{\mathrm{LOAD}}$ ← sortie de l'inverseur attaqué par $X_{20}$ , soit $\overline{\mathrm{LOAD}}$ $=\overline{X_{20}}$ : tant que $X_{20}=1$ , le chargement de 0000 est maintenu.

4. $12=\boxed{1100}$ en binaire naturel (circuit binaire, pas de BCD). Un 74191 va de 0 à 15 : au plus $\boxed{15}$ rangées, la seizième ramène les sorties à 0000.

2 Drill ELE-D.2 — minuterie à deux 74190 : décompteur préchargé, cascade asynchrone et blocage à 00

Entraînement 02 / 07

Drill ELE-D.2 — minuterie à deux 74190 : décompteur préchargé, cascade asynchrone et blocage à 00

1 questionCorrigé masqué

Le circuit de comptage de la minuterie d'un bain de trempage utilise deux compteurs/décompteurs décimaux 74190 (modulo 10 : unités et dizaines de minutes). Le générateur délivre une impulsion $H$ par minute. Extrait du document constructeur :

Entrée / sortie	Rôle
$\overline{\mathrm{CTEN}}$	1 : blocage ; 0 : validation
$\overline{\mathrm{LOAD}}$	chargement asynchrone de D C B A, actif au niveau bas
$D/\overline{U}$	0 : comptage ; 1 : décomptage (front montant de CLK)
MAX/MIN	passe à 1 quand le circuit est à 9 en comptage ou à 0 en décomptage
$\overline{\mathrm{RCO}}$	impulsion basse quand MAX/MIN = 1 et CLK = 0 (sert à la cascade)

L'horloge des unités est $CLK_u=H\cdot X$ avec $X=Ma\cdot\overline{M_u\cdot M_d}$ , où $Ma$ est l'interrupteur de marche et $M_u$ , $M_d$ les sorties MAX/MIN des unités et des dizaines. Les entrées $\overline{\mathrm{LOAD}}$ des deux circuits sont reliées à la sortie d'une porte NON-ET recevant Init, $M_u$ et $M_d$ . La durée programmée est de 25 minutes.

1. Donner les niveaux de $\overline{\mathrm{CTEN}}$ , $\overline{\mathrm{LOAD}}$ et $D/\overline{U}$ pour chacun des modes : blocage, chargement, décomptage.

2. Écrire les niveaux logiques à appliquer aux entrées D C B A de chaque circuit pour charger la durée programmée.

3. Préciser les liaisons réalisant le décomptage et la mise en cascade asynchrone des deux circuits.

4. Justifier, à l'aide de l'équation de $X$ , que le décomptage s'arrête à 00.

5. Le décompteur affiche $07$ et l'opérateur appuie sur Init. Le chargement a-t-il lieu ? Même question lorsqu'il affiche $00$ .

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Blocage : $\overline{\mathrm{CTEN}}$ $=1$ ( $\overline{\mathrm{LOAD}}$ et $D/\overline{U}$ indifférents). Chargement : $\overline{\mathrm{LOAD}}$ $=0$ , sans attendre l'horloge ( $\overline{\mathrm{CTEN}}$ et $D/\overline{U}$ indifférents). Décomptage : $\overline{\mathrm{CTEN}}$ $=0$ , $\overline{\mathrm{LOAD}}$ $=1$ , $D/\overline{U}$ $=1$ avec des fronts montants sur CLK.

2. $25$ en BCD : dizaines $\boxed{0010}$ , unités $\boxed{0101}$ (D C B A).

3. Idée : en cascade asynchrone, la sortie de report des unités sert d'horloge aux dizaines. $D/\overline{U}$ des deux circuits à 1, $\overline{\mathrm{CTEN}}$ des deux circuits à 0, $CLK_u=H\cdot X$ et $\overline{\mathrm{RCO}}$ des unités → CLK des dizaines. Quand les unités passent par 0, $\overline{\mathrm{RCO}}$ descend puis remonte au front suivant (passage 0 → 9) : ce front montant décompte les dizaines.

4. À 00, les deux circuits sont à 0 en décomptage : $M_u=M_d=1$ , donc $\overline{M_u\cdot M_d}=0$ et $X=0$ : $CLK_u$ reste à 0, plus aucun front. Dans tous les autres états, l'une des deux sorties MAX/MIN au moins vaut 0 et $X=Ma$ (à 10 par exemple, $M_u=1$ mais $M_d=0$ ).

5. Idée : la porte NON-ET ne délivre 0 que si ses trois entrées sont à 1. À 07 : $M_u=0$ , donc $\overline{\mathrm{LOAD}}$ $=\overline{1\cdot0\cdot1}=\boxed{1}$ : pas de chargement. À 00 : $\overline{\mathrm{LOAD}}$ $=\overline{1\cdot1\cdot1}=\boxed{0}$ : 25 est chargé. On ne peut relancer la minuterie qu'une fois la durée écoulée.

3 Drill ELE-D.3 — 74LS168 : cascade synchrone, chargement synchrone et compteur modulo 60

Entraînement 03 / 07

Drill ELE-D.3 — 74LS168 : cascade synchrone, chargement synchrone et compteur modulo 60

1 questionCorrigé masqué

Le circuit de comptage des secondes d'un chronomètre utilise deux 74LS168 (unités et dizaines). Extrait du document constructeur :

Entrée / sortie	Rôle
$\overline{\mathrm{LOAD}}$	chargement de D C B A au front montant de CLK (synchrone), actif au niveau bas
$\overline{\mathrm{ENP}}$ , $\overline{\mathrm{ENT}}$	validation, actives au niveau bas (les deux à 0 pour compter)
$U/\overline{D}$	1 : comptage ; 0 : décomptage
$\overline{\mathrm{RCO}}$	passe à 0 à l'état 9 en comptage (0 en décomptage) si $\overline{\mathrm{ENT}}$ = 0

On veut réaliser un compteur modulo 60. Le circuit n'a pas d'entrée de remise à zéro : le retour à 00 après 59 se fait par chargement de 0000 dans les deux circuits.

1. Répondre par vrai ou faux.

Proposition	Vrai ou faux
Le chargement a lieu dès que $\overline{\mathrm{LOAD}}$ passe à 0.	…
Pour compter, il faut $\overline{\mathrm{ENP}}$ = $\overline{\mathrm{ENT}}$ = 0.	…
En cascade synchrone, l'horloge des dizaines est la sortie $\overline{\mathrm{RCO}}$ des unités.	…
Le 74LS168 compte de 0 à 15.	…

2. Préciser les liaisons de CLK, $\overline{\mathrm{ENP}}$ , $\overline{\mathrm{ENT}}$ , $U/\overline{D}$ et D C B A des deux circuits pour une cascade synchrone en comptage.

3. Écrire l'équation de $\overline{\mathrm{LOAD}}$ (commune aux deux circuits) qui ramène le compteur à 00 après 59. Pourquoi détecter 59 et non 60 ?

4. Le compteur affiche 58. Donner les affichages après chacun des trois fronts d'horloge suivants.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Faux : le chargement est synchrone, il attend le front montant de CLK. Vrai. Faux : les deux circuits reçoivent la même horloge, $\overline{\mathrm{RCO}}$ des unités valide les dizaines. Faux : il est décimal (0 à 9).

2. Idée : synchrone = une seule horloge ; le report autorise l'étage suivant. CLK des deux circuits ← même horloge ; $\overline{\mathrm{ENP}}$ et $\overline{\mathrm{ENT}}$ des unités ← 0 ; $\overline{\mathrm{RCO}}$ des unités → $\overline{\mathrm{ENP}}$ et $\overline{\mathrm{ENT}}$ des dizaines ; $U/\overline{D}$ des deux circuits ← 1 ; D C B A des deux circuits ← 0000.

3. Idée : un chargement synchrone agit au front qui suit la détection : on détecte donc le dernier état voulu. 59 : dizaines $0101$ ( $Q_C$ , $Q_A$ ), unités $1001$ ( $Q_D$ , $Q_A$ ).

\overline{\mathrm{LOAD}}=\overline{Q_{Au}\,Q_{Du}\,Q_{Ad}\,Q_{Cd}}

Aucun état de 00 à 58 ne réunit ces quatre bits, 59 est le premier. Détecter 60 ferait exister l'état 60 pendant une période entière : cycle 00 → 60, soit 61 états au lieu du modulo $\boxed{60}$ .

4. $58\to\boxed{59}$ ; au front suivant, $\overline{\mathrm{LOAD}}$ = 0 est pris en compte : $\boxed{00}$ ; puis $\boxed{01}$ .

4 Drill ELE-D.4 — chronogramme du 4029 : priorités du chargement asynchrone, validation et sens

Entraînement 04 / 07

Drill ELE-D.4 — chronogramme du 4029 : priorités du chargement asynchrone, validation et sens

1 questionFigure fournieCorrigé masqué

Un circuit de comptage de pièces utilise le compteur/décompteur CMOS 4029 (CTR DIV 10/16). Extrait du document constructeur :

Entrée	Rôle
PL	chargement parallèle asynchrone de $P_3P_2P_1P_0$ , actif au niveau haut
$\overline{\mathrm{CE}}$	validation, active au niveau bas
CP	horloge, front montant
$U/\overline{D}$	1 : comptage ; 0 : décomptage
$B/\overline{D}$	1 : binaire ; 0 : décimal

On a $B/\overline{D}=0$ , $P_3P_2P_1P_0=0100$ et, à l'instant initial, les sorties affichent 7.

1. Le circuit fonctionne-t-il en binaire ou en décimal ? Quel est son modulo ?

2. Compléter les chronogrammes des sorties $Q_0$ , $Q_1$ , $Q_2$ et $Q_3$ .

3. Pourquoi le front de CP à la graduation 11 n'a-t-il aucun effet ? Quelle valeur suit 9 en comptage ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. $B/\overline{D}=0$ : décimal, modulo $\boxed{10}$ .

2. Idée : dans l'ordre, PL (asynchrone), puis $\overline{\mathrm{CE}}$ , puis les fronts de CP dans le sens fixé par $U/\overline{D}$ .

$\overline{\mathrm{CE}}$ = 1 jusqu'à la graduation 4 : fronts 1 et 3 ignorés, les sorties restent à 7 ( $0111$ ) ;
comptage : 8 (front 5), 9 (front 7), 0 (front 9) ;
PL = 1 à la graduation 10,4 : $0100$ (4) aussitôt ;
front 13 : 5 ; $U/\overline{D}$ = 0 à la graduation 14 : 4, 3, 2, 1, 0 aux fronts 15 à 23.

3. À la graduation 11, PL est encore à 1 : le chargement l'emporte sur l'horloge, les sorties restent à 4. En décimal, $9$ est suivi de $\boxed{0}$ ( $0000$ ), et non de $10=1010$ comme en binaire.

5 Drill ELE-D.5 — deux 40160 en cascade synchrone : validation, remise à zéro par étapes et décodage d'un état

Entraînement 05 / 07

Drill ELE-D.5 — deux 40160 en cascade synchrone : validation, remise à zéro par étapes et décodage d'un état

1 questionCorrigé masqué

Le circuit de comptage des pas d'avance d'un convoyeur utilise deux compteurs décimaux CMOS 40160 (modulo 10 chacun : unités et dizaines). Extrait du document constructeur :

Entrée / sortie	Rôle
$\overline{\mathrm{MR}}$	remise à zéro asynchrone, active au niveau bas
$\overline{\mathrm{PE}}$	chargement synchrone, actif au niveau bas
CEP, CET	validation, actives au niveau haut (les deux à 1 pour compter)
CP	horloge, front montant
TC	passe à 1 à l'état 9 si CET = 1

Les impulsions $C_p$ du codeur de pas sont comptées pendant l'étape 51. Le compteur est remis à 0 quand l'étape 50 ou l'étape 52 est active. Une diode LED s'allume ( $N=1$ ) au 35ᵉ pas ; ce signal fait passer le cycle à l'étape 52, si bien que le comptage ne dépasse jamais 35.

1. Compléter la validation des deux circuits (CEP, CET, $\overline{\mathrm{PE}}$ ).

2. Donner l'équation de $\overline{\mathrm{MR}}$ et la porte qui la réalise.

3. Préciser les liaisons de CP et la mise en cascade des deux circuits. Cette cascade est-elle synchrone ou asynchrone ?

4. Écrire l'équation simplifiée de $N$ . Pourquoi ce décodage partiel est-il acceptable ici ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. CEP et CET des unités ← $V_{CC}$ (validation permanente) ; CEP et CET des dizaines ← TC des unités (question 3) ; $\overline{\mathrm{PE}}$ des deux circuits ← $V_{CC}$ (pas de chargement).

2. Idée : l'entrée est active au niveau bas, on complémente la somme des étapes.

\overline{\mathrm{MR}}=\overline{X_{50}+X_{52}}

réalisée par une porte NON-OU à deux entrées, reliée aux entrées $\overline{\mathrm{MR}}$ des deux circuits.

3. CP des deux circuits ← $C_p\cdot X_{51}$ (porte ET) ; TC des unités → CEP et CET des dizaines. Les deux circuits reçoivent la même horloge, TC ne fait que valider les dizaines : cascade synchrone.

4. $35$ : dizaines $0011$ , unités $0101$ .

N=Q_{0u}\,Q_{2u}\,Q_{0d}\,Q_{1d}

Aucun état de 0 à 34 ne réunit ces quatre bits : 35 est le premier. Le décodage partiel reconnaîtrait aussi 37, 75 et 77, mais ces états ne sont jamais atteints puisque la remise à zéro suit l'allumage de la LED.

6 Drill ELE-D.6 — trois décades de 74192 : nombre d'impulsions, programmation désactivée et cascade asynchrone

Entraînement 06 / 07

Drill ELE-D.6 — trois décades de 74192 : nombre d'impulsions, programmation désactivée et cascade asynchrone

1 questionCorrigé masqué

La temporisation d'un séchoir de pièces peintes est obtenue en comptant les impulsions d'une horloge de période $T_H=25\ \text{ms}$ pendant $t=8\ \text{s}$ . Le circuit de comptage comporte trois 74192 (unités, dizaines, centaines) montés en compteurs ; on rappelle : CLR remise à zéro asynchrone active à 1, $\overline{\mathrm{LOAD}}$ chargement asynchrone actif à 0, comptage sur front montant de UP avec DOWN à 1, $\overline{\mathrm{CO}}$ à 0 à l'état 9 pendant que UP = 0.

1. Déterminer le nombre d'impulsions $N$ appliquées à l'entrée d'horloge. En déduire la combinaison des sorties de chaque décade à la fin de la temporisation.

2. Pourquoi faut-il trois circuits ? Quel est le modulo du compteur complet ?

3. Préciser les liaisons : remise à zéro des trois circuits par le bouton RAZ, désactivation de l'entrée de programmation, validation du comptage, horloge et mise en cascade asynchrone.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : nombre d'impulsions = durée ÷ période.

N=\dfrac{t}{T_H}=\dfrac{8}{25\times10^{-3}}=320

$N=\boxed{320}$ impulsions : centaines $\boxed{0011}$ , dizaines $\boxed{0010}$ , unités $\boxed{0000}$ .

2. $320>99$ : deux décades (00 à 99) ne suffisent pas. Trois décades donnent un modulo $10\times10\times10=\boxed{1000}$ .

3. CLR des trois circuits ← bouton RAZ (avec résistance de rappel à la masse) ; $\overline{\mathrm{LOAD}}$ des trois ← 1 (programmation désactivée) ; DOWN des trois ← 1 (seul le comptage est utilisé) ; horloge → UP des unités ; $\overline{\mathrm{CO}}$ des unités → UP des dizaines, $\overline{\mathrm{CO}}$ des dizaines → UP des centaines. Chaque décade avance au front montant du report de la précédente, lors de son passage de 9 à 0.

7 Drill ELE-D.7 — décompteur de réserve à deux 4029 : niveaux de préchargement, commande en VDD/VSS et cascade

Entraînement 07 / 07

Drill ELE-D.7 — décompteur de réserve à deux 4029 : niveaux de préchargement, commande en VDD/VSS et cascade

1 questionCorrigé masqué

Le magasin de couvercles d'une boucheuse contient 64 couvercles. Un circuit de comptage à deux 4029 (unités, dizaines) décompte un couvercle à chaque prélèvement ; à 00 le système s'arrête. Après réapprovisionnement, l'opérateur appuie sur le bouton PE, qui recharge 64. Extrait du document constructeur :

$\overline{\mathrm{CE}}$	CLK	PE	$B/\overline{D}$	$U/\overline{D}$	Fonction
X	X	1	X	X	préchargement
1	X	0	X	X	blocage
0	↑	0	1	1	comptage binaire
0	↑	0	0	1	comptage décimal
0	↑	0	0	0	décomptage décimal

$\overline{\mathrm{TC}}$ (report) passe à 0 lorsque le circuit atteint 0 en décomptage et que $\overline{\mathrm{CE}}$ = 0 ; il sert à valider le circuit suivant.

1. Indiquer les valeurs logiques des entrées de préchargement $P_3P_2P_1P_0$ des unités et des dizaines.

2. Relier les entrées de commande des deux circuits à VDD ou VSS pour obtenir le décomptage décimal (modulo 10).

3. Brancher les deux circuits en cascade (horloge commune) et relier le bouton PE.

4. 17 couvercles ont été prélevés depuis le rechargement : donner les sorties $Q_3Q_2Q_1Q_0$ des deux circuits.

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. $64$ en BCD : dizaines $6=\boxed{0110}$ , unités $4=\boxed{0100}$ .

2. $B/\overline{D}$ → VSS (décimal) et $U/\overline{D}$ → VSS (décomptage) sur les deux circuits ; $\overline{\mathrm{CE}}$ des unités → VSS (validé).

3. Idée : horloge commune, le report des unités autorise les dizaines une fois tous les dix couvercles. CLK des deux circuits ← signal de prélèvement ; $\overline{\mathrm{TC}}$ des unités → $\overline{\mathrm{CE}}$ des dizaines ; PE des deux circuits ← bouton PE relié à VDD, avec résistance de rappel à VSS (PE est actif au niveau haut).

4. $64-17=47$ : dizaines $\boxed{0100}$ , unités $\boxed{0111}$ .

Relier ce raisonnement au bac

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

Tu écris. Tu continues.

Où veux-tu aller ?

Câbler un compteur intégré d'après le document constructeur : mode, validation, RAZ ou chargement, cascade synchrone ou asynchrone

Exercice — circuit de comptage d'un poste de mise en cartons (74192), dans l'esprit des sessions 2019–2025

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

Drill ELE-D.1 — 74191 sans entrée de remise à zéro : validation, sens et RAZ par chargement de 0000

Drill ELE-D.2 — minuterie à deux 74190 : décompteur préchargé, cascade asynchrone et blocage à 00

Drill ELE-D.3 — 74LS168 : cascade synchrone, chargement synchrone et compteur modulo 60

Drill ELE-D.4 — chronogramme du 4029 : priorités du chargement asynchrone, validation et sens

Drill ELE-D.5 — deux 40160 en cascade synchrone : validation, remise à zéro par étapes et décodage d'un état

Drill ELE-D.6 — trois décades de 74192 : nombre d'impulsions, programmation désactivée et cascade asynchrone

Drill ELE-D.7 — décompteur de réserve à deux 4029 : niveaux de préchargement, commande en VDD/VSS et cascade

Relier ce raisonnement au bac