Réalisez une horloge 24h

Principe

---

Nous cherchons à compter de 0 à 23 et réaliser un affichage décimal, c'est-à-dire avec deux afficheurs 7 segments. Pour ce faire, nous devons concevoir un 1er compteur de dizaines, puis une remise à zéro au-delà de 24.

Bascule avec Reset synchrone : diviseur de fréquence par deux

La division de fréquence par deux est réalisée avec un circuit proche de la bascule D, mais avec un Reset supplémentaire synchrone. Il y a donc deux manières de réinitialiser la sortie Q :

1. la réinitialisation synchrone (~ Sclear), qui est effective sur un front descendant de l'horloge,
2. la réinitialisation asynchrone, qui ramène Q à 0 indépendamment de l'horloge.

Le compteur synchrone utilise intensivement la réinitialisation synchrone dans les phases de comptage. La réinitialisation asynchrone n'est utilisée qu'une fois, à l'initialisation du circuit, pour lever l'état indéterminé.

Comptage synchrone jusqu'à 9

Considérez le modèle de compteur illustré à la figure ci-dessous. Quatre bascules D à Reset synchrone ont été montées en cascade pour créer un compteur allant jusqu'à 15. Un circuit d'interruption a été ajouté qui réinitialise les registres une fois que le nombre 9 est atteint. Cela se fait avec une porte NAND située dans la partie inférieure droite du diagramme schématique.

Le circuit commence à compter si Enable est actif (niveau haut) et si la réinitialisation asynchrone Reset est inactive (niveau bas). Le signal ~ Clear doit également être inactif (niveau haut). Dans ces conditions, le circuit compte entre 0 et 9, puis les bascules sont réinitialisées.

Notez dans les chronogrammes ci-dessous, l'aspect de Sup9 qui correspond à une impulsion nette au cours d'une période d'horloge. Ce signal sera utilisé pour contrôler les prochaines étapes des compteurs. On a aussi activé le Reset asynchrone qui ramène immédiatement les sorties à 0.

Détection des 24 Heures

---

Le principe du circuit est de compter les unités, compter les dizaines, puis effectuer un Reset synchrone au delà de 24. La Led "Equ23" correspond à la sortie d'une combinaison de portes logiques, qui s'allume précisément lorsque les afficheurs produisent 0010 | 0011 (figure ci-dessous), soit "23" en décimal. Le signal Equ23 est alors réinjecté dans l'entrée ~Clear synchrone, qui va remettre à zéro l'ensemble des bascules au prochain cycle d'horloge.