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Bascules J-K et compteurs

Les bascules R-S et D présentent un certain nombre d'inconvénients. En particulier, il est souvent gênant quand on utilise ces bascules en cascade (compteur) que les sorties changent d'état au moment où les niveaux d'entrée des bascules suivantes devraient être fixes.
Pour cette raison on a développé la structure maître-esclave qui comporte deux bascule en cascade. La première (maître) change d'état sur un front montant de l'horloge alors que l'esclave est bloquée. Ensuite le maître communique cette information à l'esclave. Il y a un effet de "tampon" qui permet l'utilisation en compteur. La plus utilisée des bascules "maître-esclave" est la bascule JK.
La bascule JK comporte trois entrées de commande, une entrée horloge et deux sorties complémentaires. L'entrée RaZ permet la remise à zéro de la bascule, les entrées J et K permettent de placer la bascule dans un état stable défini. Cette bascule est surtout utilisée pour la division de fréquences et la réalisation de compteurs.

Un compteur asynchrone ou compteur série est un système dans lequel le signal d'horloge d'un étage est donné par la sortie de l'étage précédent. Pour réaliser ce type de compteur, on utilise des bascules JK montées en diviseur par deux. L'entrée horloge d'une bascule est relié à la sortie de l'étage précédent. Un compteur comportant N bascules (compteur modulo 2N) peut compter de 0 à 2N − 1. Aux fréquences élevées, le cumul des temps de propagation peut poser des aléas de fonctionnement.

Dans le compteur synchrone le signal d'horloge est appliqué simultanément sur toutes les entrées ce qui supprime les problèmes liés aux temps de propagation dans chaque étage puisque toutes les bascules changent d'état en même temps. Par contre il faut ajouter des portes pour connecter les bascules.


Utilisation :
Le programme simule une bascule J-K (type 7473).
En mode "manuel" établir la table de vérité de la bascule. Pour changer l'état des entrées, il suffit de cliquer avec la souris dans le cadre qui représente l'inverseur.
En mode "horloge" vérifier que la fréquence du signal de sortie est la moitié du signal d'horloge. Contrôler l'effet des entrées sur le fonctionnement de la bascule.
En mode "compteur asynchrone" vérifier que ce compteur à quatre bascules peut compter de 0 à 15.
En mode "compteur synchrone" vérifier que ce compteur à quatre bascules peut compter de 0 à 15. Examiner les niveaux de sortie des portes Nand et leur effet sur le fonctionnnement des bascules.
Le curseur permet de modifier la fréquence de l'horloge.

Par convention, des fils de même couleur qui se croisent sont connectés. Par contre des fils de couleurs différentes qui se croisent sont non connectés.