CD4017 CD4022工作原理简介

发布时间:2009-07-18 17:55:16  来源:资料室    作者:   更新20200330 113442

CD4017 十进制计数/分配器 FSC/TI/MOT 中文资料

CD4022 八进制计数/分配器 NSC/MOT 中文资料

         CD4017是5位Johnson计算器,具有10个译码输出端,CP,CR,INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能,对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时,计算器在时钟上升沿计数;反之,计数功能无效。CR为高电平时,计数器清零。Johnson计数器,提供了快速操作,2输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通,保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平,只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位,并用作多级计数链的下级脉动时钟。
 
      CD4022是4位Johnson计算器,具有8个译码输出端,CP,CR,INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能,对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时,计数器清零,Johnson计数器提供了快速操作,2输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通,保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平,只
有在对应时钟周期内保持高电平。在每8个时钟输入周期CO信号完成一次进位,并用作多级计数链的下级脉动时钟。

                                      CD4017的引脚图

                                          CD4022 引脚图

                       CD4017 Logic Diagram 逻辑图

                                   CD4022 Logic Diagram 逻辑图

CD4017引脚功能:
CD4017内部是除10的计数器及二进制对10进制译码电路。CD4017有16支脚,
除电源脚VDD及VSS为电源接脚,输入电压范围为3–15V之外,其余接脚为:
A、频率输入脚:CLOCK(Pin14),为频率信号的输入脚。
B、数据输出脚:
a、 Q1-Q9(Pin3,2,4,7,10,1,5,6,9,11),为解码后的时进制输出接脚,被计数到的值,其输出为Hi,其余为Lo 电位。
b、CARRY OUT(Pin12),进位脚,当4017计数10个脉冲之后,CARRY OUT将输出一个脉波,代表产生进位,共串级计数器使用。
D、 控制脚:
a、 CLEAR(Pin15):清除脚或称复位(Reset)脚,当此脚为Hi时,会使CD4017的Q0为”1”,其余Q1-Q9为”0”。
b、CLOCK ENABLE(Pin13),时序允许脚,当此脚为低电位,CLOCK输入脉波在正缘时,会使CD4017计数,并改变Q1-Q9的输出状态。

 Absolute Maximum Ratings 绝对最大额定值

DC Supply Voltage 直流供电电压 (VDD) -0.5 VDC to +18 VDC
Input Voltage输入电压 (VIN) -0.5 VDC to VDD +0.5 VDC
Storage Temperature 贮藏温度(TS) -65℃ to +150℃
Power Dissipation功耗 (PD)
Dual-In-Line 普通双列封装 700 mW
Small Outline 小外形封装 500 mW
Lead Temperature 焊接温度(TL)
Soldering, 10 seconds)(焊接10秒) 260℃

Recommended Operating Conditions 建议操作条件:

DC Supply Voltage 直流供电电压 (VDD) +3 VDC to +15 VDC
Input Voltage输入电压 (VIN) 0 to VDD VDC
Operating Temperature Range工作温度范围 (TA) -40℃ to +85℃

DC Electrical Characteristics 直流电气特性:

Symbol 符号

Parameter 参数 Conditions 条件 -40℃ +25° +85℃

Units 单位

最小 最大 最小 典型 最大 最小 最大
IDD Quiescent Device Current静态电流 VDD = 5V   20   0.5 20   150 μA
VDD = 10V   40   1.0 40   300
VDD = 15V   80   5.0 80   600
VOL LOW Level Output Voltage 输出低电平电压 |IO| < 1.0 μA
VDD = 5V   0.05   0 0.05   0.05 V
VDD = 10V   0.05   0 0.05   0.05
VDD = 15V   0.05   0 0.05   0.05
VOH HIGH Level Output Voltage 输出高电平电压 |IO| < 1.0 μA
VDD = 5V 4.95   4.95 5   4.95   V
VDD = 10V 9.95   9.95 10   9.95  
VDD = 15V 14.95   14.95 15   14.95  
VIL LOW Level Input Voltage 输入低电平电压 |IO| < 1.0 μA
VDD = 5V, VO = 0.5V or 4.5V   1.5     1.5   1.5 V
VDD = 10V, VO = 1.0V or 9.0V   3.0     3.0   3.0
VDD = 15V, VO = 1.5V or 13.5V   4.0     4.0   4.0
VIH HIGH Level Input Voltage 输入高电平电压 |IO| < 1.0 μA
VDD = 5V, VO = 0.5V or 4.5V 3.5   3.5     3.5   V
VDD = 10V, VO = 1.0V or 9.0V 7.0   7.0     7.0  
VDD = 15V, VO = 1.5V or 13.5V 11.0   11.0     11.0  
IOL LOW Level Output Current 输出低电平电流 (Note 3) VDD = 5V, VO = 0.4V 0.52   0.44 0.88   0.36   mA
VDD = 10V, VO = 0.5V 1.3   1.1 2.25   0.9  
VDD = 15V, VO = 1.5V 3.6   3.0 8.8   2.4  
IOH HIGH Level Output Current 输出高电平电流 (Note 3) VDD = 5V, VO = 4.6V -0.2   -0.16 -0.36   -0.12   mA
VDD = 10V, VO = 9.5V -0.5   -0.4 -0.9   -0.3  
VDD = 15V, VO = 13.5V -1.4   -1.2 -3.5   -1.0  
IIN Input Current 输入电流 VDD = 15V, VIN = 0V    -0.3    -10-5 -0.3   -1.0 μA
VDD = 15V, VIN = 15V   0.3   10-5 0.3   1.0

AC Electrical Characteristics 交流电气特性:

Symbol 符号

Parameter 参数 Conditions 条件 最小 典型 最大 Units 单位
CLOCK OPERATION 运行时钟
tPHL, tPLH Propagation Delay Time Carry Out Line VDD = 5V   415 800 ns 
VDD = 10V   160 320
VDD = 15V   130 250
Carry Out Line VDD = 5V     240 480 ns
VDD = 10V CL=15pF   85 170
VDD = 15V     70 140
Decode Out Lines VDD = 5V   500 1000 ns
VDD = 10V   200 400
VDD = 15V   160 320
tTLH, tTHL Transition Time Carry Out and Decode Out Lines tTLH VDD = 5V   200 360 ns
VDD = 10V   100 180
VDD = 15V   80 130
tTHL VDD = 5V   100 200
VDD = 10V   50 100
VDD = 15V   40 80
fCL Maximum Clock Frequency 最大时钟频率 VDD = 5V Measured with 1.0 2   MHz 
VDD = 10V Respect to Carry 2.5 5  
VDD = 15V Output Line 3.0 6  
tWL, tWH Minimum Clock Pulse Width最小时钟脉冲宽度 VDD = 5V   125 250 ns
VDD = 10V   45 90
VDD = 15V   35 70
trCL, tfCL Clock Rise and Fall Time时钟上升和下降时间 VDD = 5V     20 ms
VDD = 10V     15
VDD = 15V     5
tSU Minimum Clock Inhibit Data Setup Time最小时钟抑制数据设置时间 VDD = 5V   120 240 ns
VDD = 10V   40 80
VDD = 15V   32 65
CIN Average Input Capacitance 平均输入电容     5 7.5 pF

 AC Electrical Characteristics 交流电气特性:

Symbol 符号

Parameter 参数

Conditions 条件

最小

典型

最大

Units 单位

RESET OPERATION

tPHL, tPLH

Propagation Delay Time Carry Out Line

VDD = 5V

 

415

800

ns

VDD = 10V

 

160

320 

VDD = 15V   130 250

Carry Out Line

VDD = 5V

 

 

240  

480

ns 

VDD = 10V CL=15pF   85 170
VDD = 15V 70 140

Decode Out Lines

VDD = 5V

  500

1000

ns

VDD = 10V

 

200

400 

VDD = 15V   160 320

tW

Minimum Reset Pulse Width 最小复位脉冲宽度

VDD = 5V

 

200

400

ns

VDD = 10V

 

70 

140 

VDD = 15V   55 110

tREM

Minimum Reset Removal Time 最小重置移走时间

VDD = 5V

 

75

150

ns

VDD = 10V 

 

30 

60

VDD = 15V   25 50

                                    CD4017 时序图

                        CD4022时序图

应用电路图:

四路视频信号切换器
  四路视频信号切换器电路见图7。“与非”门YF3、YF4组成脉冲振荡器,振荡频率由100k电位器调节。若嫌调节范围不够,可适当更换0.47μF电容和100k电阻。脉冲振荡器受YF1、YF2组成的双稳态电路的控制,按S1时,YF1输出低电平,脉冲振荡器停振;按S2时,YF1输出高电平,脉冲振荡器开始振荡。脉冲振荡器的输出作为CD4017十进制计数器的时钟,使Y0~Y3依次出现高电平,相应的四个模拟开关依次导通,由Vi1~Vi4输入的视频信号被依次切换至输出端,完成了四路视频信号的切换。显然,增加一片CD4066可做成八路视频信号切换器,相应地,由Y0~Y7进行模拟开关控制,Y8连至Cr。依此类推,可做成更多路数的视频信号切换器。而且,输入、输出也可以是其它形式的信号。如要求视频、音频信号同传,则并接上相应数量的模拟开关即可。

      图1 四路视频信号切换器电路

十进制计数电路
图10-7 是十进制计数电路,CD4017 为一个十进制计数器,它的接脚图及时序图如图10-8 所示,共有Q0 到Q9 十个输出端。它的CLK 端接收工作周期调整电路所产生的频率,一开始时Q0 为1,其余为0;第一个频率输入时Q1 为1,其余为0;第二个频率输入时Q2 为1,其余为0,以此类推,第九个频率输入时Q9 为1 其余为0;第十个频率输入时回复到Q0 为1,其余为0。由此可知,CD4017 Q0 至Q9 的输出每十个频率形成一个循环,刚好对应整个动作过程的十个工作周期。表10-1 为每个工作周期中,各部分电路的输出值,由此表可知整个系统的过程主要是由十进制计数电路来控制。

                                           图2 十进制计数电路


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