Dernière mise à jour :
15/05/2011
Présentation
Le schéma présenté ici montre une façon de
faire pour réaliser un décompteur entre 99 et 00, en
utilisant
deux
afficheurs
à leds sept segments. Le nombre de départ est
programmable et peut être choisi entre 01 et 99. Il fait usage de
logique CMOS (alimentation entre +3V et +15V), avec des compteurs /
décompteurs de type CD4029 et des décodeurs BCD 7
segments de type CD4543, composants déjà utilisés
dans le
compteur
001.
Schéma
Le schéma dévoile l'utilisation de roues codeuses (SW3 et SW4) pour la
programmation du nombre de départ. Mais de simples microswitches
(interrupteurs miniatures) conviennent aussi tout à fait, et
dans l'éventualité où le nombre de départ
est toujours le même, il suffit de câbler "en dur" les
entrées adéquates A, B, C et D des compteurs.
Lors de la mise sous tension du montage, les compteurs CD4029
"chargent" le chiffre programmé sur leur entrées A, B, C
et D. Celà est rendu automatique grâce à la
présence du couple de composants R1 / C1, qui délivre une
impulsion positive de quelques dizaines de millisecondes. Lors de
l'appui sur le bouton poussoir SW2 CLK (Clock, horloge), une impulsion
est envoyée au premier compteur / décompteur CD4029 (U1).
Le nombre présenté sur ses sorties codées binaire
(QA à QD) est décrémenté de une
unité, et l'afficheur correspondant (celui des unités)
affiche le chiffre correspondant.
Arrêt automatique sur 00
L'inverseur SW5 permet de définir le comportement du
décompteur lorsque la valeur finale 00 est atteinte.
- Si l'inverseur SW5 est positionné côté STOP, le
décompte est bloqué
quand le nombre 00 est atteint, et si d'autres impulsions d'horloge
sont
appliquées à l'entrée CLK de U1, l'affichage reste
à 00. Ce comportement est obtenu grâce à la porte
OR à huit entrées U5 (CD4078) qui présente sur sa
sortie, un état logique bas si au moins une de ses
entrées est à l'état haut (led D1 éteinte).
Cette porte OR ne délivre un état bas sur sa sortie (led
D1 allumée) qu'à la seule condition que toutes ses
entrées sont à l'état bas, ce qui ne se produit
que lorsque l'affichage est 00. Le point marqué STOP
étant relié à l'entrée CI des CD4029, ces
derniers sont bloqués (les entrées doivent être
à l'état logique bas pour autoriser le fonctionnement des
compteurs).
- Si l'inverseur SW5 est positionné côté Masse, le
décompte continue même quand le nombre 00 est atteint, car
les entrées CI des compteurs sont toujours à
l'état bas, ce dont ils ont besoin pour pouvoir fonctionner. Si
d'autres impulsions d'horloge sont appliquées à
l'entrée CLK de U1, le décompte continue à partir
de 99. Si vous ne souhaitez jamais utiliser la fonction de bloquage
automatique, vous pouvez supprimer purement et simplement la porte
logique OR U5, ainsi que l'inverseur SW5, et bien entendu relier la
borne 5 (CI) de U1 et de U3 directement à la masse.
Dans tous les cas, l'appui sur le bouton poussoir SW1 LOAD recharge les
compteurs avec les valeurs préprogrammées (valeur 13 sur
le schéma). Si l'inverseur SW5 était positionné
côté Masse, le décompteur est alors
débloqué.
Départ : état de l'ensemble juste
après
appui sur le bouton poussoir SW1 LOAD.
Arrivée : état de l'ensemble au
bout de 13
impulsions d'horloge
Renvois de laisons dans le schéma
Les huit points marqués
Q0 à Q7 sur les entrées de la porte OU U5/CD4078 doivent être reliés
sur les lignes portant un libélé de même nom sur le schéma, c'est à
dire sur les sorties des compteurs CD4029. Ainsi la broche 2 de U5
libélée Q0 doit être reliée sur la broche 6 de U1 et sur la broche 5 de
U2. De même, la broche 3 de U5 libélée Q1 doit être reliée sur la
broche 11 de U1 et sur la broche 3 de U2. C'est une façon de marquer
les broches à relier ensemble qu'on rencontre parfois sur les schémas
un peu volumineux et qui aident à rendre le montage moins fouilli d'un
point de vu filaire. Voir
Conventions de câblage pour plus de détails.
Remplacement roues codeuses par interrupteurs
Les
roues codeuses SW3 et SW4 délivrent un code binaire sur quatre sortie
dont la valeur est égale au nombre affiché en clair. On dispose ainsi
d'un code binaire "0000" pour le chiffre décimal "0", d'un code binaire
"0001" pour le chiffre décimal "1", d'un code binaire "0010" pour le
chiffre décimal "2", etc. jusqu'au code binaire "1001" pour le
chiffre décimal "9". Ce code binaire peut être fixé "à la main" avec de
simples interrupteurs ou avec de simples fils soudés à demeure si le
nombre de départ reste toujours le même.
RP1 ?
Le composant appelé RP1 est un réseau de 8 résistances intégrées dans un même boitier (RP = ResPack, paquet de résistances).
Vous pouvez le remplacer par huit résistances classiques de 10 kO à 100 kO.
Disfonctionnements
Avec certains CD4029, j'ai observé un comportement curieux des
sorties CO (Carry Out). Sur certains modèles, les sorties CO
restent toujours à l'état bas quand les compteurs sont
arrivés à 00 et que l'on effectue un rechargement par
appui sur SW1 LOAD. Sur la première impulsion d'horloge, les
sorties CO passent à l'état haut si les chiffres
programmés sont autres que 0, ce qui aurait normalement dû
être le cas dès le rechargement (la sortie CO ne doit
passer à l'état bas que pour le nombre 0). Ce
défaut conduit à un décompte inopiné du
compteur des dizaines lors de la première impulsion d'horloge
(pour les impulsions suivantes, tout redevient normal), ce qui provoque
un saut brutal du décompte, de 23 à 12, par exemple. J'ai
essayé plusieurs manips avec les entrées Up/Down et
Bin/Dec (changement d'état temporaire lors du rechargement du
nombre programmé), mais rien n'y faisait. Je ne sais pas si les
compteurs récents présentent cette particularité,
je ne l'ai constaté qu'avec de vieux modèles de
récupération (d'autres vieux modèles se
comportaient bien).