Compteur binaire 3 bits avec timer 555 et bascules JK 4027

Compteur binaire 3 bits avec timer 555 et bascules JK 4027

Composants et matériel

• CI temporisateur 555 (Radio Shack catalogue # 276‑1723)
• Diode de commutation 1N914 (Radio Shack catalogue # 276‑1122)
• Deux résistances de 10 kΩ
• Condensateur 100 µF (Radio Shack catalogue # 272‑1028)
• 4027 double bascule J‑K (Radio Shack catalogue # 900‑4394)
• Barregraphe LED 10 segments (Radio Shack catalogue # 276‑081)
• Trois résistances de 470 Ω
• Pile 6 V

Attention ! Le CI 4027 est CMOS et hautement sensible à la décharge statique. Manipulez avec précautions antistatiques.

Références croisées

• Lessons In Electric Circuits, Volume 4, Chapitre 10 : « Multivibrateurs »
• Lessons In Electric Circuits, Volume 4, Chapitre 11 : « Compteurs »

Objectifs d'apprentissage

• Configurer un timer 555 comme oscillateur à onde carrée stable.
• Concevoir un compteur descendant asynchrone en utilisant une paire de bascules J‑K.

Schéma électrique

Illustration

Instructions

Ce circuit réalise un compteur binaire 3 bits en utilisant seulement deux bascules J‑K. La sortie du timer 555 fournit le bit de poids faible (LSB), permettant au compteur de parcourir le motif 111 → 110 → 101 → 100 → 011 → 010 → 001 → 000 et retour à 111. Bien qu'un compteur montant soit possible, il nécessiterait des composants et une complexité supplémentaires.

Le timer 555 est configuré comme un oscillateur à onde carrée lent, à cycle de travail 50 %. Une diode 1N914 court-circuite la résistance inférieure pendant la phase de charge du condensateur, réduisant la constante de temps de charge de 2RC à RC et assurant une forme d'onde propre et symétrique.

Nous recommandons de construire le circuit par étapes : d'abord assembler le timer 555, puis vérifier sa sortie avec la LED LSB. Confirmez que la LED reste allumée et éteinte pendant des durées égales et que la forme d'onde est stable. Une fois l'oscillateur vérifié, insérez le CI 4027 et complétez les connexions restantes. Tester chaque sous-circuit avant d'alimenter l'ensemble réduit considérablement le temps de dépannage et améliore la fiabilité.

Suivez ces étapes pour assembler le compteur :

1. Construire le timer 555. Connectez le 555 selon le schéma, en utilisant la diode 1N914 et les résistances de 10 kΩ. Alimentez-le avec la pile 6 V et observez la LED LSB.
2. Vérifier l'oscillation. La LED devrait clignoter à un rythme lent et régulier. Si le clignotement est irrégulier ou absent, vérifiez la diode, les résistances et les valeurs du condensateur.
3. Insérer le CI 4027. Placez le 4027 sur la plaque d'essai, en respectant le brochage et en minimisant l'exposition statique.
4. Câbler le compteur. Connectez la sortie du 555 à l'entrée d'horloge de la bascule J‑K. Câblez les sorties de la bascule vers les LED restantes et l'étage de bascule suivant selon le schéma.
5. Tester le circuit complet. Appliquez l'alimentation à l'ensemble. Observez la séquence LED : 111 → 110 → … → 000. Si la séquence est correcte, le compteur fonctionne.
6. Déboguer si nécessaire. Si la séquence est incorrecte ou si les LED ne s'actualisent pas, revérifiez les connexions de la bascule, les niveaux logiques et l'alimentation.

En suivant cette approche modulaire, vous gagnerez en confiance dans le dépannage et démontrerez une solide compréhension de la conception d'oscillateur et de la logique de compteur asynchrone.