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CD4017十进制计数器引脚配置_工作原理_应用电路

发布时间:2022-11-28 点击数:1426

通常,我们更喜欢说1、2、3、4……而不是001、010、011、100。也就是说,在许多情况下,我们需要十进制编码输出,而不是原始二进制输出。

如今有许多可用的计数器IC,但其中大多数产生二进制数据作为输出,这样需要再次需要使用解码器或任何其他电路来处理该输出,以使其在大多数情况下可用于应用程序。

在本文中,小编简单介绍一款名为CD4017的IC芯片,它是一种CMOS类型十进制计数器兼解码器电路,开箱即用,适用于大多数低范围计数应用。CD4017可以从零计数到十,并且它的输出被解码。当应用程序需要使用计数器时,这可以节省大量电路板空间和构建电路所需的时间。

基本概念

CD4017 IC是一款CMOS十进制计数器,用于低范围计数应用。该IC将从0计数到10,带有CD4017的电路将节省电路板空间以及设计电路所需的时间。

CD4017十进制计数器类似于约翰逊10级十进制计数器。这种CMOS IC经常用于设计基于10个LED的电路,所以它是最灵活的计数器之一,因为它最多可计数 10个,并且还包括10个单独的输出。与此同时,CD4017还包括计数器和解码器。

CD4017

引脚配置

像CD4017这样的CMOS十进制计数器包括一个五级约翰逊计数器和10个解码输出,最多可计数10位小数。该IC可用于不同的计数器电路,例如LED追光灯以及带有AC检测器的非接触式电路。CD4017包括16个引脚,其中10和16引脚是输出引脚。

其中,输出从“0”开始并移动到输出“9”。一旦达到,则输出将计数为“9”,并再次从0重复并继续这种循环,类似于环形计数器。在0到9之间的每个计数中,特定的输出引脚可以包含高电平状态,其余输出保持低电平;一次只有一个o/p很高。

例如,如果当前计数为3,则引脚7的输出将处于高电平状态,而其余引脚处于较低状态。如果向时钟输入施加两个周期的方波,则输出将在主周期的正边缘转移到输出4,从而将输出4变为高状态,将输出3变为低状态。

现在条件一直保持到下一个周期的另一个上升沿到来,之后o/p移动到pin1或输出5并保持此状态。CD4017引脚配置如下图所示:

引脚配置


可以看出,它有16个引脚,每个引脚的功能解释如下:

  • Pin-1:它是输出5。当计数器读取5个计数时,它变为高电平。
  • Pin-2:它是输出1。当计数器读取0个计数时,它变为高电平。
  • Pin-3:它是输出0。当计数器读取0个计数时,它变为高电平。
  • Pin-4:它是输出2。当计数器读取2个计数时,它变为高电平。
  • Pin-5:它是输出6。当计数器读取6个计数时,它变为高电平。
  • Pin-6:它是输出7。当计数器读取7个计数时,它变为高电平。
  • Pin-7:它是输出3。当计数器读取3个计数时,它变为高电平。
  • Pin-8:接地引脚应连接到低电压(0V)。
  • Pin-9:它是输出8。当计数器读取8个计数时,它变为高电平。
  • Pin-10:它是输出4。当计数器读取4个计数时,它变为高电平。
  • Pin-11:它是输出9。当计数器读取9个计数时,它变为高电平。
  • Pin-12:除以10输出,用于将IC与另一个计数器级联,以使计数大于单个CD4017支持的范围。通过与另一个CD4017级联,最多可以计数20个数字。另外,还可以通过与越来越多的CD4017级联来增加和增加计数范围。每个额外的级联IC将增加10个计数范围。但是,不建议级联超过3个IC,因为这可能会由于出现故障而降低计数的可靠性。如果需要超过20或30的计数范围,建议使用二进制计数器和相应解码器的常规程序。
  • Pin-13:此引脚为禁用引脚。在正常操作模式下,它连接到地或逻辑低电压。如果此引脚连接到逻辑高电压,则电路将停止接收脉冲,因此无论从时钟接收到几个脉冲,它都不会提前计数。
  • Pin-14:该引脚是时钟输入。这是需要将输入时钟脉冲提供给IC以推进计数的引脚,计数在时钟的上升沿推进。
  • Pin-15:这是复位引脚,正常操作时应保持低电平。如果需要重置IC,则可以将此引脚连接到高电压。
  • Pin-16:这是电源 (Vcc) 引脚。应该为CD4017提供3V至15V的高电压才能正常工作。

CD4017非常有用且用户友好,要使用该IC,只需按照上述引脚配置中所述的规格连接它,并将需要计数的脉冲提供给IC的引脚14即可。然后可以在输出引脚收集输出。当计数为零时,Pin-3为高电平,当计数为1时,Pin-2为高电平,依此类推。

规格特性

CD4017的主要特性和规格包括以下几点内容:

  • 供电电压范围为3V至15V,通常为+5V。
  • 该IC与晶体管-晶体管逻辑或TTL非常匹配。
  • 工作速度/CLK速度为5MHz。
  • 支持10个已解码的输出。
  • 提供不同的封装,如16引脚GDIP、PDIP和PDSO。
  • 输入高电平时间30ns
  • 输出电流为10mA
  • 抗噪性很高,通常为0.45 VDD。
  • 操作是完全静态的。
  • 10µW等低功耗。
  • 运行速度中等,例如5.0 MHz,10V VDD。
  • 输入电压或 Vin范围为-0.5VDC至VDD +0.5VDC。
  • TS或存储温度范围为-65°C至+150°C。
  • VDD或DC电源电压范围为 -0.5 VDC至+18 VDC。
  • 双列直插式PD或功耗为700mW。
  • TL或引线温度为260°C。

在各种电子电路应用中,CD4017十进制计数器是最通用和最有用的芯片之一。实际上,它也被称为“约翰逊10级十进制计数器。这里的数字10是通过这个计数器的o/p数量连接的,该计数器将在其输入CLK引脚输出处给出的每个高CLK脉冲的响应中串联变为高电平。这意味着,它的所有输出都将使用一个从头到尾的高o/p排序周期来响应10个CLK,并在其输入端接收。顾名思义,它以某种方式计数,并将输入CLK与10分开。

主要应用

CD4017的应用包括以下内容:

  • CD4017被广泛用于不同的应用,包括解码器、二进制计数器、分频器、十进制计数器等。此外,该IC还用于制作不同的电子项目,如遥控开关、追光器、触摸ON- OFF开关、报警器、矩阵模具、拍手开关等。
  • CD4017十进制计数器还可用于不同行业,如汽车、警报器、医疗仪器和仪器设备的电子制造。
  • 该IC用于计数应用,可在固定时间内依次打开10个输出并重置计数,并在必要时重置计数。它还通过用于LED追逐器以及其他逻辑输出项目的进位引脚指示计数状态。因此,如果你正在寻找可计数到10的顺序解码计数IC,那么,CD4017是最佳选择。

注意事项

CD4017可以在3V-15V电压下工作,但通常通过+5V向Vdd或Vcc引脚供电,并且GND或Vss引脚可以接地。在这里,10个输出引脚范围从Q0到Q9,它们连接到任何负载,但是一般在电路中使用的是LED。

应用电路

下面简单介绍下基于CD4017十进制计数器的应用电路。

示例:循环LED效果

在这里,有八个LED,它们一个接一个地发光,形成一个循环的效果。在这里,制作该电路的目的不仅仅是为了视觉效果,也是为了说明CD4017的工作原理和使用IC 555在非稳态模式下的电路设计。其电路图如下图所示:

循环LED效果电路

555 IC将以14Hz的频率在非稳态模式下运行。电路中的555 IC用作时钟脉冲发生器,为计数器CD4017提供输入时钟脉冲。电路中的IC 555以14Hz的频率工作,这意味着它每秒向CD4017产生大约14个时钟脉冲。

CD4017是一个数字计数器加解码器电路。在IC 555定时器 (PIN-3) 的输出端产生的时钟脉冲通过PIN-14作为CD4017的输入。

每当在CD4017计数器的时钟输入处接收到时钟脉冲时,计数器就会增加计数并激活相应的输出PIN。当计数为零时,PIN-3为高电平,这意味着LED-1将点亮。所有其它LED熄灭。在下一个时钟脉冲之后,CD4017的PIN-2为高电平,这意味着LED-2将发光,并且所有其它LED都关闭。这样依次重复,LED在每个时钟脉冲上连续打开和关闭,从而产生LED灯亮的循环效果。

总结

以上就是关于CD4017十进制计数器引脚配置、电路图、工作原理和应用电路的相关内容概述。可以看出,它是一个约翰逊计数器,包括一个进位和10个解码输出。该芯片的布置允许中等速度操作并保证无风险计数系列。

通常情况下,像10/8这样的解码输出处于逻辑低状态,它仅在其特定时隙进入逻辑高状态。每个解码输出保持最大值为1个完整的CLK周期,进位信号为每个10/8 CLK输入周期完成一个完整的周期,该周期像纹波进位信号一样被用于任何后续相位。


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