La série 4000 de la famille des composants logiques CMOS compte plus de 150 membres. Le premier a été introduit en 1968, mais, chose remarquable, beaucoup d'entre eux sont encore disponibles et produits aujourd'hui. Lorsque j'ai voulu réaliser un dé numérique pendant mes recherches, je suis tombé sur un projet d'Elektor intitulé Dicing with LEDs (article en anglais, le schéma est reproduit ici) qui m'a séduit par son originalité. Il utilise le CD4060, un composant à 16 broches "compteur/diviseur binaire à 14 étages avec oscillateur".
 
Dicing with LEDs and the CD4060.
Un circuit ingénieux.
Un compteur est constitué d'une chaîne de bascules (le type de la bascule dépend du type de compteur et des choix d'implémentation). Un compteur est asynchrone quand ses bascules ne sont pas synchronisées par une horloge commune, mais que la mise à jour de l'état se propage dans la chaîne, déclenchée par un signal d'entrée (qui peut ressembler à une horloge, mais ce n'est qu'un signal).

Le 4060 est un compteur binaire, mais son utilisation courante consiste à diviser la fréquence d'entrée par des puissances de deux. Son point fort est qu'il possède un oscillateur intégré, donc on n'a pas besoin d'une puce supplémentaire pour générer le horloge.

Le circuit Dicing with LEDs est un circuit très astucieux et je vous encourage à y jeter un œil pour voir comment le CD4060 peut être utilisé de manière originale. Mais qu'est-ce qui est donc curieux dans tout ça ?
CD4060 pinout
Q0, Q1, Q2, et Q10 manquent au brochage.

Si vous regardez de plus près le brochage, vous remarquerez qu'il manque quelques sorties : Q0, Q1, Q2 et Q10 (il est intéressant de noter que certaines variantes du 4060 commencent la numérotation par Q1, comme le CD4060 de TI, tandis que d'autres, comme le SN74HC4060 également de TI, utilisent QD-QJ, QL-QN). Le gros boîtier qui prévalait à l'époque n'avait que 16 broches, donc on ne pouvait pas tout avoir : 14 (compteur) + 3 (oscillateur) + 2 (alimentation) + 1 (réinitialisation) = 20 broches. L'omission des bits les moins significatifs du compteur est compréhensible puisque la division par huit peut être réalisée simplement autrement. Mais pourquoi avoir supprimé Q10 qui divise l'horloge par 2048 ?
 
Je ne connais pas la réponse, mais je suppose que les concepteurs ont dû penser que puisque Q10 était disponible dans le 4020 (également un compteur à 14 étages) il y avait donc une solution si quelqu'un avait vraiment besoin de cette sortie. Mais cela me semble plutôt arbitraire. Pourquoi ne pas omettre Q8 ? Ou encore une autre ? Qu'en pensez-vous ?
 

Plus d'informations sur le CD4060, les dés électroniques, etc.:

"Dicing with LEDs," i-TRIXX Collection, Elektor, 2006.

ElektorPCB4Makers.com