CD4017电路原理

1、CMOS集成电路 CD4017c采用标准的双列直插式脚塑封，它的引脚排列如图1所示。CC4017是国标型号，它与国外同类产品 CD4017在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全 相同，可以直接互换。其引脚功能如 1:脚(Y5),第5输出端；脚(Y1),第1输出端； 脚(Y0),第。输出端，电路清零时，该端为高电平;脚(Y2),第2输出端；脚(Y6).第6输出端；脚(y7),第7输出端；脚(Y3), 脚(vss). 脚(Y8), 脚(Y4).脚(Y9).第3输出端; 电源负端；第8输出端;第4输出端;第9输出端;精选范本脚(Qco),级联进位输出端，每输入 10个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，

2、因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。脚(EN),时钟输入端，脉冲下降沿有效；脚(CP),时钟输入端.脉冲上升沿有效；脚(R),清零输入端，在 “R端加高电平或正脉冲时，CD40171C计数器中各计数单元输出低电平“0；在译码器中只有对应“0状态的输出端 Y0为高电平；脚(VDD),电源正端.318V直流电压。CD40171C内部逻辑电原理图如图1-2所示。它是由十进制计数器电路和时序译码电路两部分组成。其中的D触发器FlF5构成了十进制约翰逊计数器，门电路 514构成了时序译码电路。约翰逊汁数器的结构比较简单.它实质上是一种串行移位寄存器。除了第3个触发器是通过门电路 15、16构成

3、的组合逻辑电路作用于F3的D3端以外，其余各级均是将前一级触发器的输出端连接到后一级触发器的输入端D的，计数器最后一级的Q5端连接到第一级的 D1端。这种计数器具有编码可靠，工作速度快、译码简单，只需由 二输入瑞的与门即可译码，且译码输出无过渡脉冲干扰等特点。通常只有译码选中的那个输出端为高电平，其余输出端均为低电平。约翰逊计数器状态如表 1-1所示。tt11拘设计微号出南会Q1碰704Q5d00Qa1I0Q0Q%LIqGait1*o0彳L110111)1G11L7001I4001i0006 ,-1当加上清零脉冲后， Q1Q5均“ 0”，由于Q1的数据输入端 D1是Q5输出的反 码，因此，输入

4、第一个时钟脉冲后，Q1即为“1 ”，这吸2 - Q5均依次进行移位输出，Q1的输出移至 Q2, Q2的输出移至Q3。如果继续输入脉冲，则 Q1为新的Q5 ,Q2Q5仍然依次移位输出，这样就得到了表11的状态及图13的波形TJ TInn方n0 t. rjriE/由五级计数单元组成的约翰逊计数器，其输出端町以有 32种组合状态，而构成十进制计数器只需10种计数状态，因此，当电路接通电源之后，有可能进入我们所不需要的22种伪码状态。为了使电路能迅速进入表1l所列状态，就在第三级计数单元的数据输入端上加接了两级组合逻辑门，使 Q2不直接连接 D3,而使03由下列关系决定：D3 = Q2(Ql+Q3)8

5、个时钟脉冲输这样做，当电源接通后，不管计数单元出现哪种随机组合，最多经过 入之后，都会自动进入表ll所列状态。1 I 3-417 a 101111 U H 15cr -TLn ；njLTLTlI nL.l I 1二I：1 n图 1-3ftCD4017有3个输入端：复位清零端 R,当在R端加高电平或正脉冲时，计数器清零，在所有输出中，只有对应“0” 可躺出高电平，其余输出均为低电平：时钟输入端 CP和CE,其中CP端用于上升沿计数，CE端用于 下降沿计数，这两个输入端的内部逻辑电路如图2所示。由图2可见，CP和CE还有互锁的关系，即利用CP计数时，CE端要接低电平：利用CE计数时， CP端要接高

6、电平。反之则形成互锁。cp d，?JL556a-在“ R”端加上高电平或正脉冲日子，计数器中各计数单元F1F5均被置零，计数器为“00000 ”状态。CD4017有10个译码输出端 Q0Q9,它仍随时钟脉冲的输入而依次出现高电平，见图3。止匕外，为了级联方便，还设有进位输出端 QC,每输入10个 时钟脉冲，就可得到一个进位输出脉冲，所以 QC可作为下一级计数器的时钟 信号。从上述分析中可以看出，CD4017（它的基本功能是对“CP端输入脉冲的个数进行十进制计 数，并按照输入脉冲的个数顺序将脉冲分配在Yo Y9这十个输出端，计满十个数后计数器复零，同时输出一个进位脉冲。我们只要掌握了这 些基本功

7、能就能设计出千姿百态的应用电路来。2. CD40171c的业余检测工厂里对器件进行检测时，都使用专门的逻辑测试仪，而业余电子爱好者不具备这种条件。但是可以采取搭接电路的方法来对 CD4017进行功能判别， 至于该器件的电参数只能由器件的品牌来加以保证。对于单只器件使用前最好搭一个简易的电路，让 CD4017IC参与工作，以检验各功能逻辑是否正常。对于中、小批量CD4017IC的检测可以自制一千简易检测仪。其电路工作原理如图l5所示。它是由时钟发生电路和功能显示电路两部分组成。以 ICl NE555为核心器 件构成自激多谐振荡器。当电源开关S闭合时，电源通过 四迎RI和电位器RP向电容器C1充

8、电。当C1刚充电时，由于ICl的脚处于低电平，故输出端脚呈高电平；当 电源经R1、RP向 C1充电到2/3电源电压时，输出端脚电平由高变低， ICl内部放电管导通，电容 C1经RP和ICl的脚放电，直至 C1两端的电 压低于1/3电源电压时，ICl的脚又由低电平变为高电平，C1又再次充电，但15 CDM1T力飞施辑仅电畸事*ri如此循环工作，形成振荡ocfz充电时间为：0.695(RI+RP)C1;放电时间为；0.695 RR C1;总振荡周期为：0.695(Ri+2RP)C1;自激振荡频率为：1.443/(RI+2RP)C1)。调节电位器 RP的阻值，可以控制振荡器的频率。其时钟脉冲通过电容

9、器C2耦合,就可以输送到被测的CD4017的“ CP”端或“丽”端。在CD4017的11个输出端(其中包括进位输出端 QCO)上各接一只发光 二极管,当该引脚为高电平时，相应引脚的发光二极管LED就会点亮，从而判别引脚功能是否正常。在 IC1输出脉冲的不断作用下，被测 IC2CD4017的输出端LED不断点亮或熄灭，周而复始。在完成一个周期时，进位端QCO 上的LED1 l也点亮，该 LEDll的点亮时间稍长，其脉宽约等于其它引出端脉宽的5倍。 调节RP可以控制I . ED循环周期。断开C2时，即停止输送脉冲，IC2各输出端上的发光二极管只有一只点亮，并随机分布。按动一个清零按键 SA ,相当

10、于在IC2的“ R ”端加上一个高电平脉冲，IC2内部 清零，只有与 Y0相接的那只 LED点亮，其余的 LED均熄灭（有日QCO端LED恰好 点亮）。如果能达到上述功能的CD40171c则是好的，可用；否则就不可用。CD4017功能检测仪的印刷电路板如图l 6所示LED1*LEDIQ图1 仁必。】，项帼植楷伏甲哨屯略板其中ICl选用时基集成电路NE555、tlA555LM555SL555等均可。IC2只是一个标准的 脚双列插座，RP可选用470k械性电位器，电阻全部采用 l /4W 金属膜的， 发 光二极管 LEDlLED10采用6 3mm的，LEDll采用6 5mm的，前者可用红色，后者可 用绿色，以示区别。