IC 4017 (CD4017) — спецификации, особенности и руководство по применению

По мере ежедневной эволюции современной цифровой электроники, нас побуждают изучать соответствующие интегральные схемы.

Интегральные схемы — критические компоненты для каждого электронного устройства, используемого сегодня. Возможно, с ростом спроса вы захотите создавать свои печатные платы. Эта статья будет говорить о IC 4017 / CD4017. IC 4017 — одна из начальных интегральных схем, входящих в состав печатной платы. Поэтому понимание этих интегральных схем позволяет переходить к более значительным проектам и создавать более сложные печатные платы.

Десятичный счетчик IC 4017

Микросхема CD4017 — это CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) десятичный счетчик, используемый в приложениях низкоуровневого счета. CD4017 уменьшает пространство интегральной схемы, разделяя свои выходы. CD4017 считает от 0 до 10, отсюда название «десятичный».

CD4017 не является стандартным кольцевым счетчиком, то есть он не запускает все триггеры одновременно. Поэтому он использует технику счетчика Джонсона для достижения счета триггеров.

(интегральная схема)

Распиновка IC 4017 (4017 Pin Configuration)

IC 4017 имеет 16 выводов, ниже приведены их функции.

• Вывод 1-7, 9-11: Выходные выводы — следовательно, Qy становится высоким, когда счетчик считывает y.
• Вывод 8: Вывод земли — это соединение с НИЗКИМ напряжением (0В).
• Вывод 12: Вывод переноса (Carry) — каждые десять циклов тактового входа он завершает один цикл, следовательно, один тактовый цикл. Соединяет одну или несколько микросхем CD 4017 в цепи.
• Вывод 13: Enable (Разрешение) — это активный низкий вход разрешения, поэтому позволяющий счет.
• Вывод 14: Clock (Тактический вход) — интегральная схема считает нарастающие фронты, приложенные к этому входу, и регистрирует их как 1.
• Вывод 15: Reset (Сброс) — вывод сброса установлен на низкое напряжение во время нормальной работы. Следовательно, для сброса интегральной схемы она подвергается высокому напряжению.
• Вывод 16: Vcc — Подключен к напряжению питания в диапазоне от 3В до 15В.

(IC 4017, подключенная к ИС)

Особенности и спецификации IC 4017

IC 4017 имеет много особенностей, делающих его желательным для низких приложений, требующих интегральную схему. Некоторые из этих типов оборудования включают медицинское оборудование и механические счетчики, чтобы назвать лишь несколько. Вот некоторые особенности, делающие IC 4017 так широко используемым.

• Высокая помехоустойчивость, обычно 0.45 VDD
• Работа полностью статическая
• Температура хранения (TS) варьируется от −65°C до +150°C
• Рассеивание мощности 700 мВт, и его Dual-In-Line
• IC 4017 имеет широкий диапазон напряжения питания от 3В до 15В
• IC 4017 имеет хорошую совместимость с логикой Транзистор-Транзистор (TTL)
• IC 4017 имеет операционную скорость или тактовую частоту 5 МГц
• Обеспечивает декодированную систему поддержки выходного вывода десятки
• Имеет разные корпуса: 16-выводной PDIP, PDSO и GDIP

(Боковой вид двухрядного корпуса DIP)

Применение IC CD4017

Несколько приложений используют двоичные счетчики CD4017. Некоторые из приложений, использующих интегральную схему CD4017, включают:

• Схемы куба светодиодов 3x3
• Схемы полицейских мигалок
• Схема включения/выключения хлопком
• Схемы электронных костей
• Автоматическое управление освещением в санузле
• Регулируемые таймерные схемы
• Бегущие огни на светодиодах
• Автомобили
• Сигнализации
• Электронное производство медицинского оборудования и приборов

(Электронная плата, сделанная с CD4017)

Как использовать CD4017?

Вывод CD4017 требует питания 3В – 15В. Однако большинство версий выводов CD4017 поддерживают питание +5В. Некоторые выводы CD4017, как HEF4017, используют до 15В.

Вывод Vcc (Voltage Common Collector) или Vdd (Voltage Drain Drain) — это место, где питание подключается к микросхеме CD4017, а вывод Ground подключается к земле. После этого десять выходных выводов подключаются к нагрузке, которая в основном является светодиодным дисплеем.

Вывод CD4017 считает от 0 до 9 (Q0 до Q9), всякий раз, когда он чувствует высокий тактовый импульс от тактового входа (вывод 14).

Следовательно, нам нужна таймерная схема для генерации тактового импульса и поддержания работы источника тактов. Arduino и таймеры 555 — это некоторые из таймерных схем, которые может использовать цепь. Таймеры генерируют пользовательские импульсы, используя выводы ввода-вывода (I/O). Последовательное изменение выходов от вывода Q0 до Q9 может получить прерывание импульса от двух выводов: Clock Enable (вывод 13) и Reset (вывод 15).

Эти выводы по умолчанию являются землей и удерживают низкое (0В) напряжение. Clock Enable, когда установлен в высокое, приостанавливает счет. Например, когда счет на 7-м выводе, и вы нажимаете Clock Enable, счет останется на 7-м выводе до тех пор, пока Clock Enable не будет установлен в низкое снова. Вывод CD4017 затем продолжает счет с того места, где остановился, и продолжает. Reset, когда установлен в высокое, сигнал сброса калибрует счет обратно к нулю. Например, если счет Q8 и нажато Device Reset, счет переходит обратно к Q0.

Вывод Carry Out (вывод 12) по умолчанию остается низким (0В). Когда интегральная схема завершает свой 10-й счет, вывод становится высоким и остается высоким до 5-го счета. Он посчитает еще пять счетов, затем станет низким и включится снова, когда счет достигнет десяти.

(Компоненты схемы CD4017)

Пример светодиодного секвенсора / светового трекера с использованием IC 4017

• Компоненты аппаратной части секвенсора

1. Два резистора 10 кОм
2. Один резистор 1 кОм
3. Один полярный конденсатор 4.7 мкФ
4. Светодиоды
5. Таймер IC 555
6. Фотосопрягатель PC817
7. IC 4017

• схема секвенсора

(хорошо соединенная схема светодиодного секвенсора.)

• Работа схемы

Таймеры 555 работают в астабильном режиме в схеме секвенсора для генерации тактового импульса, требуемого выводом IC CD4017. Фотосопрягатель одновременно преобразует электрические сигналы в световые.

Входной тактовый сигнал CD4017 подключается к выходу астабильного таймера.

Тактический сигнал производит поток импульсов, тем самым увеличивая счетчик/тактический цикл на 1. Это, в свою очередь, зажигает светодиодный дисплей по одному, при этом последовательно выключая их перед тем, как следующий светодиод загорится.

Резюме

Подводя итог, данная статья рассматривает внутренние элементы, применение и функциональность чипа CD4017. Соединение схемы чипа также объяснено для обсуждения того, как работают реальные приложения печатных плат. Если у вас есть вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь связаться с нами. Мы будем более чем рады помочь.