CD4017 CD4022工作原理简介-

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
Symbol 符号	Parameter 参数	Conditions 条件	最小	最大	最小	典型	最大	最小		最大	Units 单位
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
IIN	Input Current 输入电流	VDD = 15V, VIN = 15V		0.3		10^-5	0.3		1.0		μA

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