CD4017十進制計數器的基本概念及應用電路

通常，我們更喜歡說1、2、3、4……而不是001、010、011、100。也就是說，在許多情況下，我們需要十進制編碼輸出，而不是原始二進制輸出。

如今有許多可用的計數器IC，但其中大多數產生二進制數據作為輸出，這樣需要再次需要使用解碼器或任何其他電路來處理該輸出，以使其在大多數情況下可用于應用程序。

在本文中，小編簡單介紹一款名為CD4017的IC芯片，它是一種CMOS類型十進制計數器兼解碼器電路，開箱即用，適用于大多數低范圍計數應用。CD4017可以從零計數到十，并且它的輸出被解碼。當應用程序需要使用計數器時，這可以節(jié)省大量電路板空間和構建電路所需的時間。

基本概念

CD4017 IC是一款CMOS十進制計數器，用于低范圍計數應用。該IC將從0計數到10，帶有CD4017的電路將節(jié)省電路板空間以及設計電路所需的時間。

CD4017十進制計數器類似于約翰遜10級十進制計數器。這種CMOS IC經常用于設計基于10個LED的電路，所以它是最靈活的計數器之一，因為它最多可計數 10個，并且還包括10個單獨的輸出。與此同時，CD4017還包括計數器和解碼器。

引腳配置

像CD4017這樣的CMOS十進制計數器包括一個五級約翰遜計數器和10個解碼輸出，最多可計數10位小數。該IC可用于不同的計數器電路，例如LED追光燈以及帶有AC檢測器的非接觸式電路。CD4017包括16個引腳，其中10和16引腳是輸出引腳。

其中，輸出從“0”開始并移動到輸出“9”。一旦達到，則輸出將計數為“9”，并再次從0重復并繼續(xù)這種循環(huán)，類似于環(huán)形計數器。在0到9之間的每個計數中，特定的輸出引腳可以包含高電平狀態(tài)，其余輸出保持低電平;一次只有一個o/p很高。

例如，如果當前計數為3，則引腳7的輸出將處于高電平狀態(tài)，而其余引腳處于較低狀態(tài)。如果向時鐘輸入施加兩個周期的方波，則輸出將在主周期的正邊緣轉移到輸出4，從而將輸出4變?yōu)楦郀顟B(tài)，將輸出3變?yōu)榈蜖顟B(tài)。

現在條件一直保持到下一個周期的另一個上升沿到來，之后o/p移動到pin1或輸出5并保持此狀態(tài)。CD4017引腳配置如下圖所示：

可以看出，它有16個引腳，每個引腳的功能解釋如下：

Pin-1：它是輸出5。當計數器讀取5個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-2：它是輸出1。當計數器讀取0個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-3：它是輸出0。當計數器讀取0個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-4：它是輸出2。當計數器讀取2個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-5：它是輸出6。當計數器讀取6個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-6：它是輸出7。當計數器讀取7個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-7：它是輸出3。當計數器讀取3個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-8：接地引腳應連接到低電壓(0V)。

Pin-9：它是輸出8。當計數器讀取8個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-10：它是輸出4。當計數器讀取4個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-11：它是輸出9。當計數器讀取9個計數時，它變?yōu)楦唠娖健?/p>

Pin-12：除以10輸出，用于將IC與另一個計數器級聯，以使計數大于單個CD4017支持的范圍。通過與另一個CD4017級聯，最多可以計數20個數字。另外，還可以通過與越來越多的CD4017級聯來增加和增加計數范圍。每個額外的級聯IC將增加10個計數范圍。但是，不建議級聯超過3個IC，因為這可能會由于出現故障而降低計數的可靠性。如果需要超過20或30的計數范圍，建議使用二進制計數器和相應解碼器的常規(guī)程序。

Pin-13：此引腳為禁用引腳。在正常操作模式下，它連接到地或邏輯低電壓。如果此引腳連接到邏輯高電壓，則電路將停止接收脈沖，因此無論從時鐘接收到幾個脈沖，它都不會提前計數。

Pin-14：該引腳是時鐘輸入。這是需要將輸入時鐘脈沖提供給IC以推進計數的引腳，計數在時鐘的上升沿推進。

Pin-15：這是復位引腳，正常操作時應保持低電平。如果需要重置IC，則可以將此引腳連接到高電壓。

Pin-16：這是電源 (Vcc) 引腳。應該為CD4017提供3V至15V的高電壓才能正常工作。

CD4017非常有用且用戶友好，要使用該IC，只需按照上述引腳配置中所述的規(guī)格連接它，并將需要計數的脈沖提供給IC的引腳14即可。然后可以在輸出引腳收集輸出。當計數為零時，Pin-3為高電平，當計數為1時，Pin-2為高電平，依此類推。

規(guī)格特性

CD4017的主要特性和規(guī)格包括以下幾點內容：

供電電壓范圍為3V至15V，通常為+5V。

該IC與晶體管-晶體管邏輯或TTL非常匹配。

工作速度/CLK速度為5MHz。

支持10個已解碼的輸出。

提供不同的封裝，如16引腳GDIP、PDIP和PDSO。

輸入高電平時間30ns

輸出電流為10mA

抗噪性很高，通常為0.45 VDD。

操作是完全靜態(tài)的。

10μW等低功耗。

運行速度中等，例如5.0 MHz，10V VDD。

輸入電壓或 Vin范圍為-0.5VDC至VDD +0.5VDC。

TS或存儲溫度范圍為-65°C至+150°C。

VDD或DC電源電壓范圍為 -0.5 VDC至+18 VDC。

雙列直插式PD或功耗為700mW。

TL或引線溫度為260°C。

在各種電子電路應用中，CD4017十進制計數器是最通用和最有用的芯片之一。實際上，它也被稱為“約翰遜10級十進制計數器。這里的數字10是通過這個計數器的o/p數量連接的，該計數器將在其輸入CLK引腳輸出處給出的每個高CLK脈沖的響應中串聯變?yōu)楦唠娖健＿@意味著，它的所有輸出都將使用一個從頭到尾的高o/p排序周期來響應10個CLK，并在其輸入端接收。顧名思義，它以某種方式計數，并將輸入CLK與10分開。

主要應用

CD4017的應用包括以下內容：

CD4017被廣泛用于不同的應用，包括解碼器、二進制計數器、分頻器、十進制計數器等。此外，該IC還用于制作不同的電子項目，如遙控開關、追光器、觸摸ON- OFF開關、報警器、矩陣模具、拍手開關等。

CD4017十進制計數器還可用于不同行業(yè)，如汽車、警報器、醫(yī)療儀器和儀器設備的電子制造。

該IC用于計數應用，可在固定時間內依次打開10個輸出并重置計數，并在必要時重置計數。它還通過用于LED追逐器以及其他邏輯輸出項目的進位引腳指示計數狀態(tài)。因此，如果你正在尋找可計數到10的順序解碼計數IC，那么，CD4017是最佳選擇。

注意事項

CD4017可以在3V-15V電壓下工作，但通常通過+5V向Vdd或Vcc引腳供電，并且GND或Vss引腳可以接地。在這里，10個輸出引腳范圍從Q0到Q9，它們連接到任何負載，但是一般在電路中使用的是LED。

應用電路

下面簡單介紹下基于CD4017十進制計數器的應用電路。

示例：循環(huán)LED效果

在這里，有八個LED，它們一個接一個地發(fā)光，形成一個循環(huán)的效果。在這里，制作該電路的目的不僅僅是為了視覺效果，也是為了說明CD4017的工作原理和使用IC 555在非穩(wěn)態(tài)模式下的電路設計。其電路圖如下圖所示：

555 IC將以14Hz的頻率在非穩(wěn)態(tài)模式下運行。電路中的555 IC用作時鐘脈沖發(fā)生器，為計數器CD4017提供輸入時鐘脈沖。電路中的IC 555以14Hz的頻率工作，這意味著它每秒向CD4017產生大約14個時鐘脈沖。

CD4017是一個數字計數器加解碼器電路。在IC 555定時器 (PIN-3) 的輸出端產生的時鐘脈沖通過PIN-14作為CD4017的輸入。

每當在CD4017計數器的時鐘輸入處接收到時鐘脈沖時，計數器就會增加計數并激活相應的輸出PIN。當計數為零時，PIN-3為高電平，這意味著LED-1將點亮。所有其它LED熄滅。在下一個時鐘脈沖之后，CD4017的PIN-2為高電平，這意味著LED-2將發(fā)光，并且所有其它LED都關閉。這樣依次重復，LED在每個時鐘脈沖上連續(xù)打開和關閉，從而產生LED燈亮的循環(huán)效果。

總結

以上就是關于CD4017十進制計數器引腳配置、電路圖、工作原理和應用電路的相關內容概述。可以看出，它是一個約翰遜計數器，包括一個進位和10個解碼輸出。該芯片的布置允許中等速度操作并保證無風險計數系列。

通常情況下，像10/8這樣的解碼輸出處于邏輯低狀態(tài)，它僅在其特定時隙進入邏輯高狀態(tài)。每個解碼輸出保持最大值為1個完整的CLK周期，進位信號為每個10/8 CLK輸入周期完成一個完整的周期，該周期像紋波進位信號一樣被用于任何后續(xù)相位。