Brevet FR2261663A1 — publié le 19750912

La présente invention concerne un dispositif de comptage, constitué par un compteur et un registre à décalage, avec transmission squen- tielle des signaux numériques représentant l'indication du compteur. On sait que dans le cas de dispositifs de comptage électroniques à étages compteurs numériques, la représentation du résultat de comptage exige la transmission de l'indication du compteur, codée sous forme de signaux numériques (également désignés par "O" et "1" ci-dessous) à un décodeur. Ce dernier décode l'indication numérique du compteur, puis commande un indicateur pour représentation du résultat de comptage Une mémoire est en outre prévue dans de nombreux cas, de sorté que les signaux numériques sont d'abord transmis à la mémoire reliée au décodeur. La transmission des signaux numériques des sorties du compteur à la mémoire ou directement au décodeur peut se faire de deux façons différentes. Une possibilité consiste à prélever tous les signaux en parallèle, c'est-à-dire simultanément, sur les étages compteurs, tandis que dans la seconde possibilité, les signaux numériques sont transmis successivement à la mémoire ou au décodeur. Cette dernière transmission sêquentielle présente l'avantage de n'exiger qu'un seul fil. La figure 1 représente une partie d'un dispositif de comptage connu, à transmission séquentielle des signaux numériques. Les impulsions 1 à compter sont appliquées à l'entiez de comptage 2 d'un étage compteur 3 qui, avec l'étage compteur 4, forme une channe de comptage.Les étages compteurs 3 et 4 sont par exemple des compteurs décimaux à quatre bits, dont quatre sorties sont reliées à un registre à décalage 7, 8. Le transfert des signaux numériques des sorties des étages compteurs 3 et 4 dans les registres à décalage 7, 8 s'effectue par application d'une impulsion de transfert aux entrées 5 de ces derniers. Des impulsions appliquées aux entrées d'horloge 6 assurent la transmission séquentielle dans la mémoire a sur un seul fil 10, des signaux transférés dans les registres à décalage 7, 8. Dans le montage de la figure 1, les signaux numériques, c'est-à-dire les informations représentant l'indication du compteur, sont ainsi mémorisés après huit impulsions d'horloge dans la mémoire 9. La transmission séquentielle des informations dans la mémoire 9 est rendue possible par le transfert préalable des informations des étages compteurs 3 et 4 dans plusieurs registres à décalage 7, 8 affectés à ces étages. Le montage connu est toutefois relativement coûteux par suite des registres à décalage nécessaires. L1 irrirention vise à reduire 1 'appa- reillage pour une transmission séquentielle des signaux numériques représentant l'indication du compteur. L'imvention a pour objet un dispositif de comptage, constitué par un compteur et un registre à décalage, avec transmission séquentielle des signaux numériques représentant l'indication du compteur. Selon une caractéristique essentielle de 1'invention, le compteur est un compteur de Johnson, constitué par un registre à décalage muni d'une boucle de réaction comportant un opérateur inverseur entre sa sortie et son entrée de données, et le registre è décalage du compteur de Johnson est utilisable seul, par connexion de son entrée de données à la boucle de réaction ou à une borne d'entrée et par commande de son entrée d'horloge par des impulsions de comptage ou de décalage, de sorte que l'entrée d'horloge est commandée par des impulsions de comptage ou de décalage quand l'entrée de données est reliée à la boucle de réaction ou à la borne d'entrée. L'invention fournit un nouveau module, fonctionnant au choix en étage compteur (fonctionnement en compteur) ou en registre à décalage (transmission séquentielle des signaux numériques représentant l'indication du compteur). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés sur lesquels la figure 1, précédemment décrite, représente le schéma d'un dispositif de comptage connu; la figure 2 représente le schéma de principe de l'invention; la figure 3 représente un exemple de réalisation-de l'invention et la figure 4 représente un exemple de dispositif de comptage électronique comportant-trois modules selon l'invention. I1 est utile, pour faciliter la compréhension de l'invention, de rappeler d'abord le fonctionnement connu d'un compteur de Johnson, décrit par exemple dans l'ouvrage de Dietrich Becker et Heinz MGder "Hochintegrierte MOS-Schaltungen", 1972, lere édition, Verlag Berliner Union GmbH Stuttgart, pages 132 à 134. Un compteur de Johnson est constitué par un registre à décalage, dont la sortie est reliée à son entrée de donnée par une boucle de réaction dans laquelle est inséré un opérateur inverseur. Les impulsions à compter sont appliquées à l'entrée d'horloge du registre à décalage. Un registre à décalage h n étages permet 2n états du compteur de Johnson.La réalisation d'un compteur de Johnson en étage compteur décimal exige ainsi un compteur à décalage à cinq étages ( cinq cellules)* Tous les étages se trouvent d'abord dans l'état logique "O" Du fait de la liaison établie par l'opérateur inverseur entre le dernier étage et l'entrée de données du premier étage, la première impulsion i comptage appliquée à l'entrée d'horloge introduit un "1" dans le registre à décalage.Chacune des impulsions de comptage suivantes introduit un "1" dans le registre à décalage, jus qu a ce que le premier "1" atteigne la sortie du dernier étage et qu'un "O" soit par suite appliqué à l'entrée de données par l'opérateur inverseur et ainsi de suite jusqu'à ce que tous les étages compteurs présentent de nouveau l'état logique "O" après la dixième impulsion. On obtient ainsi un code bien déterminé (cf. page 133 de l'ouvrage précité). La figure 2 représente le schéma de principe de l'invention. La sortie 32 d'un registre à décalage ll, à cinq étages par exemple, est reliée par un opérateur inverseur 20 et un inverseur S1 à son entrée de données 22. L'inverseur S1 permet de relier au choix l'entrée de données 22 à la boucle de réaction ou à une borne extérieure 13. Un second inverseur S2 permet de relier au choix l'entrée horloge 23 du registre à décalage 11 aux bornes 14 ou 16.Dans le montage de la figure 2, les impulsions à compter sont appliquées à la borne 14, de sorte que le registre à décalage ll fonctionne en compteur de Johnson > de la façon précédemment décrite, quand les inverseurs Sl et 52 se trouvent dans la position représentée. Outre la sortie 32 représentée, et constituant la sortie du dernier étage du registre à décalage 11, ce dernier comporte quatre autres sorties, correspondant au nombre de cellules du registre et non représentées sur la figure 2. Les signaux numériques représentant l'indication du compteur apparaissent en code de Johnson sur les cinq sorties des cinq étages du registre à décalage Il. Les deux inverseurs sont actionnés simultanément (au synchronisme) et occupent soit la position représentée, soit la position inverse. La boucle de réaction nécessaire au fonctionnement du registre à décalage 11 en compteur de Johnson est interrompue quand les deux inverseurs S1 et 52 se trouvent dans l'autre position (non représentée). L'entrée d'horloge 23 est alors reliée à la borne 1o. Lorsque des impulsions de décalage sont appliquées à cette borne 16, les signaux numériques des divers étages du registre ll sont décalés et apparaissent ainsi successivement à la sortie 32, ou à la borne de sortie 19, des informations nouvelles étant simultanément mémorisées à l'entrée de données 13 ou 22 par chaque impulsion de décalage, puis décalées de la même façon par les impulsions suivantes. Dans le cas ou le registre à décalage ll était connecté auparavant e.n compteur de Johnson, l'indica- tion du compteur est transmise séquentiellement de la façon décrite a la borne de sortie 19. La figure 3 représente un exemple de réalisation de l'invention, les éléments identiques à ceux de la figure 2 portant les mêmes repères. Le registre à décalage 11 comporte de nouveau cinq étages par exemple, dont chacun peut etre positionné dans l'état logique "0" ou "1" (chargement) avant le début de l'opération de comptage ou de décalage, par l'intermédiaire des entrées 20. L'application d'une impulsion à la borne 17 transfère les signaux numériques des entrées 20 dans les divers étages. Une entrée de rappel 21 permet le cas échéant la remise à 11011 de tous les étages du registre à décalage 11. Outre la sortie 32, représentée sur la figure 2 et constituant la sortie du dernier étage du registre à décalage 11, la sortie 31 de l'avant-dernier étage est représentée sur la figure 3. La sortie 32 est reliée à l'entrée de données 22 par l'opérateur inverseur 30, de façon à former le compteur de Johnson. La boucle de réaction contient également un "opérateur de transfert" 25, constituant un interrupteur électronique. Un tel "opérateur de transfert" 37 est représenté séparément dans le bas de la figure 3. I1 comporte trois bornes A, B et C. Le fonctionnement de cet "opérateur de transfert" 37 est tel que le trajet du signal de A vers B (ou inversement de B vers A) est passant quand un "1" logique est appliqué à son entrée de commande C. Ce trajet est bloqué quand un "0" est appliqué à l'entrée de commande C. Un "opérateur de transfert" peut être constitué par un transistor à effet de champ par exemple, l'entrée de commande C correspondant à la borne de grille. L'entrée de données 22 du registre à décalage 11 est reliée non seulement à la boucle d'asservissement, mais aussi, par un autre "opérateur de transfert" 24, à une borne 13. Deux autres -bornes 14 et 16 sont reliées chacune par un "opérateur de transfert" 27 ou 28 à l'entrée d'horloge 23 du registre à décalage 11. Les impulsions de comptage sont appliquées à la borne 14 et les impulsions de décalage à la borne 16. Un opérateur NI 33 est en outre prévu; sa première entrée est reliée par un opérateur inverseur 29 à la borne 14, sa seconde entrée à la sortie 31 du registre à décalage 11 et sa troisième entrée à la sortie 32 du registre à décalage 11, par l'opérateur inverseur 30. La sortie de l'opérateur NI 33 est reliée à la borne de sortie 18. Le montage constituant un module 12, encadré esn points et tirets sur la figure 3, est avantageusement produit sous forme d'une unité en technologie MOS intégrée ou d'un élément d'un montage MOS intégré plus important. La commande de la fonction du module 12 (fonctionnement en compteur ou en registre à décalage) s'effectue par l'intermédiaire de la borne 15. Les entrées de commande des "opérateurs de transfert" 24 et 27 sont reliées directement à cette borne et celles des "opérateurs de commande" 25 et 28 par l'intermédiaire d'un opérateur inverseur 26. Les deux "opérateurs de transfert" 24 et 27 sont ainsi ouverts quand les deux autres 25 et 28 sont fermés et inversement. La commande de la fonction du module 12 par la borne 15 s'effectue comme suit : l'application d'un "0" logique à la borne 15 provoque le mode de fonctionnement en compteur et celle d'un "1" logique le fonctionnement en registre à décalage. Soit d'abord un "0" logique appliqué à la borne 15, le module 12 pouvant alors âtre considéré comme un étage compteur décimal. Des impulsions de comptage sont appliquées dans ce cas à la borne 14, puis transmises par ll"opErateur de transfert" 28 ouvert à l'entrée d'horloge 23 du registre à décalage 11. L'opérateur NI 33 délivre une impulsion (de transfert) à la borne de sortie 18 après 10 impulsions de comptage par exemple. Les dispositifs de comptage électroniques sont généralement constitués par plusieurs compteurs décimaux en série. L'impulsion de la borne de sortie 18 est alors appliquée à l'entrée de comptage d'un module en aval fonctionnant en étage compteur.Le choix de deux des cinq sorties possibles du registre à décalage Il et de leur connexion logique permet de déterminer le nombre d'impulsions de comptage, c'est-à-dire l'indication du compteur provoquant la délivrance d'une impulsion de transfert par l'opérateur NI 33; exemple : sorties 31 et 32 pour le 9. La liaison établie par l'opérateur inverseur 29 entre la borne entrée 14 (entrée de comptage) et l'opérateur NI 33 présente l'avantage suivant : la durée de l'impulsion de transfert sur la borne de sortie 18 est égale à celle des impulsions de comptage, car l'opérateur NI 33 ne délivre, comme un opérateur ET, une impulsion ("1" logique) que si un "O" est appliqué b toutes ses entrées. L'application d'un "1" à la borne 15 permet d'utiliser le module 12 en registre à décalage. Par suite de l'action de l'opérateur inverseur 26, un "0" est appliqué dans ce cas aux entrées de commande des "opérateurs de transfert" 25 et 28, de sorte que la boucle de réaction entre la sortie 32 et l'entrée de données 22 ainsi que la connexion de la borne 14 à l'entrée d'horloge 23 sont interrompues. Les "opérateurs de transfert" 24 et 27 sont par contre passants et. les impulsions de décalage appliquées à la borne 16 peuvent atteindre l'entrée d'horloge 23 du registre à décalage Il, dont le contenu logique est ainsi décalé avec introduction simultanée d'une information appliquée à la borne 13. Par raison de clarté, les connexions déterminant le fonctionnement du module en registre de décalage sont tracées en trait gras sur la figure 3. Les signaux numériques contenus dans les divers étages du registre à décalage 11 apparaissent successivement sur la borne de sortie 19. lorsque le registre à décalage 11 fonctionnait auparavant en compteur de Johnson, les signaux numériques représentant l'indication du compteur peuvent etre transmis séquentiellement par la borne de sortie 19 à une mémoire ou à décodeur non représent6, ou, dans le cas de plusieurs modules 12 en série, à un module en aval.Lorsque le module 12 est branché en aval d'un module identique, la borne de sortie 19 du module amont est reliée à la borne d'entrée 13, c'est-à-dire dire à l'entrée de données 22 du module 12 représenté. ta figure 4 représente un exemple de dispositif de comptage électronique comportant trois modules 12 selon l'invention. En fonctionnement "comptaget', les impulsions à compter sont appliquées à l'entrée 14 du module 12 de gauche, un "0" étant appliqué à ia borne d'entrée 1S afin de permettre le fonctionnement des modules 12 en étages compteurs. Les impulsions de transfert aux sorties 18 sont appliquées àchacune des entrées de comptage 14 des modules 12 en aval. Un "1" logique est appliqué à l'entrée 15 apres le comptage des impulsions appliquées à l'entrée 14. L'application d'impulsion de décalage à l'entrée 16 permet la transmission séquentielle des indications de compteur, par la borne de sortie 19, à une mémoire ou un décodeur non indiqué sur la figure, pour représentation du résultat. Comme dans le principe de la chaste à godets, les informations ("O" ou "1") sont transmises simultanément de cellule en cellule et de module en module, et apparaissent sur les sorties 19 et par suite aussi sur la sortie 19 du dernier module 12, dans tordre de mémorisation (en commençant toujours par la derniere information). Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif de comptage constitué par un compteur et un registre à décalage, avec transsission séquentielle des signaux numériques représentant l'indication du compteur, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le compteur est un compteur de Johnson, constitué par un registre à décalage muni d'une boucle de réaction comportant un opérateur inverseur entre sa sortie et son entrée de données, et le registre à décalage du compteur de Johnson est utilisable seul par connexion de son entrée de données à la boucle de réaction ou à une borne d'entrée et par commande de son entrée horloge par des impulsions de comptage ou de décalage, de sorte que entrée d'horloge est commandée par des impulsions de comptage ou de décalage quand l'entrée de données est reliée à la boucle de réaction ou à la borne d'entrée. 2. Dispositif de comptage selon revendication-l, caractérisé en ce que le registre à décalage comporte cinq cellules individuelles et le compteur de Johnson est un compteur décimal. 3. Dispositif de comptage selon revendication 1, caractérisé par l'emploi de quatre interrupteurs électroniques commandés par des signaux numériques, pour la connexion ou la commande sélective. 4, Dispositif de comptage selon revendication 3, caractérisé en ce que les interrupteurs électroniques sont des "opérateurs de transfert" constitués par des transistors à effet de champ, passants dans le cas d'un "1" logique sur leur entrée de commande et bloqués dans le cas d'un "O" logique. 5. Dispositif de comptage selon revendication 4, caractérisé en ce qu'une seule borne permet la commande commune des interrupteurs électroniques. 6. Dispositif de comptage selon revendication 5, caractérisé en ce que les deux interrupteurs électroniques connectant l'entrée de données à la borne extérieure et l'entrée d'horloge à une borne d'impulsions de décalage sont commandés directement par la borne unique et que les deux autres interrupteurs électroniques connectant l'entrée de données à la boucle de réaction et l'entrée d'horloge aux impulsions de comptage sont commandés par la borne unique, par l'intermédiaire d'un opérateur inverseur commun. 7. Dispositif de comptage selon revendication 1, caractérisé en ce que les diverses cellules du registre à décalage ou du compteur sont programmables à l'aide des entrées de donne et d'une entrée de transfert, c'est-a-dire positionnables un contenu prédéterminé. 8. Dispositif de comptage selon revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs sorties des cellules du registre à décalage et parfois l'entrée inversée sont connectées par des opérateurs, délivrent l'impulsion de transmission à un dispositif de Comptage identique en aval et constituent ainsi la sortie de comptage. 9. Dispositif de comptage selon revendication 8, caractérisé par l'emploi pour la production des impulsions- de transmission, avec connexion par opérateurs ou matrices, d'autres sorties (et entrées inversées) d'autres dispositifs de comptage identiques, branchés en amont du dispositif de comptage considéré. 10. Dispositif de comptage selon revendication 1, caracterisé en ce qutil est produit sous forme dune unité en technologie iSS intégrée.