CD4017內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

　　圖 2 CD4017 內(nèi)部邏輯電原理圖

　　CD4017內(nèi)部邏輯電原理圖如圖2所示。它是由十進制計數(shù)器電路和時序譯碼電路兩部分組成。其中的D觸發(fā)器Fl～F5構(gòu)成了十進制約翰遜計數(shù)器，門電路5～14　構(gòu)成了時序譯碼電路。約翰遜計數(shù)器的結(jié)構(gòu)比較簡單．它實質(zhì)上是一種串行移位寄存器。除了第3個觸發(fā)器是通過門電路15、16構(gòu)成的組合邏輯電路作用于F3的D3端以外，其余各級均是將前一級觸發(fā)器的輸出端連接到后一級觸發(fā)器的輸入端D的，計數(shù)器最后—級的Q5端連接到第一級的D1端。這種計數(shù)器具有編碼可靠，工作速度快、譯碼簡單，只需由二輸入瑞的與門即可譯碼，且譯碼輸出無過渡脈沖干擾等特點。通常只有譯碼選中的那個輸出端為高電平，其余輸出端均為低電平。約翰遜計數(shù)器狀態(tài)如表1-1所示。

　　當(dāng)加上清零脈沖后，Q1～Q5均“0”，由于Q1的數(shù)據(jù)輸入端D1是Q5輸出的反碼，因此，輸入第—個時鐘脈沖后，Q1即為“l(fā)”，這時Q2-Q5均依次進行移位輸出，Ql的輸出移至Q2，Q2的輸出移至Q3……。如果繼續(xù)輸入脈沖，則Q1為新的Q5，Q2～Q5仍然依次移位輸出，這樣就得到了表l～l的狀態(tài)及圖l～3的波形

　　由五級計數(shù)單元組成的約翰遜計數(shù)器，其輸出端可以有32種組合狀態(tài)，而構(gòu)成十進制計數(shù)器只需10種計數(shù)狀態(tài)，因此，當(dāng)電路接通電源之后，有可能進入我們所不需要的22種偽碼狀態(tài)。

　　為了使電路能迅速進入表1～l所列狀態(tài)，就在第三級計數(shù)單元的數(shù)據(jù)輸入端上加接了兩級組合邏輯門，使Q2不直接連接D3，而使03由下列關(guān)系決定：

　　D3＝Q2（Ql+Q3）

　　這樣做，當(dāng)電源接通后，不管計數(shù)單元出現(xiàn)哪種隨機組合，最多經(jīng)過8個時鐘脈沖輸入之后，都會自動進入表l～l所列狀態(tài)。

　　CD4017有3個輸入端：復(fù)位清零端R，當(dāng)在R端加高電平或正脈沖時，計數(shù)器清零，在所有輸出中，只有對應(yīng)“0”狀態(tài)的Q0輸出高電平，其余輸出均為低電平：時鐘輸入端CP和CE，其中CP端用于上升沿計數(shù)，CE端用于下降沿計數(shù)，這兩個輸入端的內(nèi)部邏輯電路如圖2所示。由圖2可見，CP和CE還有互鎖的關(guān)系，即利用CP計數(shù)時，CE端要接低電平：利用CE計數(shù)時，CP端要接高電平。反之則形成互鎖。

　　在“R”端加上高電平或正脈沖日子，計數(shù)器中各計數(shù)單元F1～F5均被置零，計數(shù)器為“00000”狀態(tài)。

　　CD4017有10個譯碼輸出端Q0～Q9，它仍隨時鐘脈沖的輸入而依次出現(xiàn)高電平，見圖3。此外，為了級聯(lián)方便，還設(shè)有進位輸出端QC，每輸入10個時鐘脈沖，就可得到一個進位輸出脈沖，所以QC可作為下一級計數(shù)器的時鐘信號。

　　從上述分析中可以看出，CD4017（它的基本功能是對“CP”端輸入脈沖的個數(shù)進行十進制計數(shù)，并按照輸入脈沖的個數(shù)順序?qū)⒚}沖分配在Yo—Y9這十個輸出端，計滿十個數(shù)后計數(shù)器復(fù)零，同時輸出—個進位脈沖。我們只要掌握了這些基本功能就能設(shè)計出千姿百態(tài)的應(yīng)用電路來。

　　CD4017應(yīng)用電路

　　一、用一個CD4017制成的彩燈電路

　　1.用一個CD4017制作的彩燈電路如圖1所示。

　　2.電路工作原理

　　CD4017輸出高電平的順序分別是③、②、④、⑦、⑩、①、⑤、⑥、⑨腳，故③、②、④、⑦、⑩、①腳的高電平使6串彩燈向右順序發(fā)光，⑤、⑥、③腳的高電平使6串彩燈由中心向兩邊散開發(fā)光。各種發(fā)光方式可按自己的需要進行具體的組合，若要改變彩燈的閃光速度，可改變電容C1的大小。