Compteur binaire 3 bits

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• IC de minuterie 555 (catalogue Radio Shack n° 276-1723)
• Une diode de "commutation" 1N914 (catalogue Radio Shack n° 276-1122)
• Deux résistances de 10 kΩ
• Un condensateur de 100 µF (catalogue Radio Shack n° 272-1028)
• Tongs double J-K 4027 (catalogue Radio Shack n° 900-4394)
• Bargraphe LED à dix segments (catalogue Radio Shack n° 276-081)
• Trois résistances de 470 
• Une batterie 6 volts

Attention ! Le 4027 IC est CMOS, et donc sensible à l'électricité statique !

REFERENCES CROISEES

Leçons En Circuits Électriques , Volume 4, chapitre 10 :« Multivibrateurs »

Leçons En Circuits Électriques , Tome 4, chapitre 11 :« Les compteurs »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Comment utiliser la minuterie 555 comme oscillateur à onde carrée
• Comment faire un compteur asynchrone en utilisant des bascules J-K

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Dans un sens, ce circuit « triche » en n'utilisant que deux bascules J-K pour créer un compteur binaire à trois bits. Normalement, trois bascules seraient utilisées - une pour chaque bit binaire - mais dans ce cas, nous pouvons utiliser l'impulsion d'horloge (sortie du temporisateur 555) comme un bit à part. Lorsque vous construisez ce circuit, vous constaterez qu'il s'agit d'un compteur « décompté ».

C'est-à-dire que sa séquence de comptage passe de 111 à 110 à 101 à 100 à 011 à 010 à 001 à 000, puis revient à 111. Bien qu'il soit possible de construire un compteur « incrémental » en utilisant des bascules JK, cela nécessiterait des composants et introduire plus de complexité dans le circuit.

Le temporisateur 555 fonctionne comme un oscillateur lent à onde carrée avec un cycle d'utilisation d'environ 50 %. Ce cycle de service est rendu possible par l'utilisation d'une diode pour « contourner » la résistance inférieure pendant le cycle de charge du condensateur, de sorte que la constante de temps de charge ne soit que RC et non 2RC comme ce serait le cas sans la diode en place.

Il est fortement recommandé, dans cette expérience comme dans toutes les expériences, de construire le circuit par étapes :identifier les portions du circuit avec des fonctions spécifiques, et construire ces portions une par une, en testant chacune et en vérifiant ses performances avant de construire la suivante.

Une erreur très courante des nouveaux étudiants en électronique est de construire un circuit entier à la fois sans en tester des sections pendant le processus de construction, puis d'être confronté à la possibilité de plusieurs problèmes simultanément lorsque vient le temps de l'alimenter enfin.

N'oubliez pas qu'une petite attention supplémentaire portée aux détails vers le début d'un projet vaut une énorme quantité de travail de dépannage vers la fin ! Les étudiants qui font l'erreur de ne pas tester des portions de circuit avant d'essayer de faire fonctionner l'ensemble du circuit pensent souvent (faussement) que le temps qu'il faudrait pour tester ces sections n'en vaut pas la peine, puis passent jours essayer de comprendre quel(s) problème(s) pourraient être avec leur expérience.

En suivant cette philosophie, construisez d'abord le circuit de la minuterie 555, avant même de brancher le circuit intégré 4027 dans la planche à pain. Connectez la sortie du 555 (broche n° 3) à la LED « Leastsignificative Bit » (LSB) afin d'avoir une indication visuelle de son état.

Assurez-vous que la sortie oscille dans un modèle d'onde carrée lente (la LED est « allumée » aussi longtemps qu'elle est « éteinte » dans un cycle), et qu'il s'agit d'un signal fiable (pas de comportement erratique, pas de pauses inexpliquées ). Si le temporisateur 555 ne fonctionne pas correctement, le reste du circuit du compteur non plus !

Une fois que le circuit de la minuterie s'est avéré bon, procédez au branchement du circuit intégré 4027 dans la planche à pain et effectuez le reste des connexions nécessaires entre celui-ci, le circuit de la minuterie 555 et l'ensemble LED.