Sơ đồ chân và nguyên tắc làm việc IC CD4017

CD4017 là một IC đếm thập phân CMOS 10bit. CD4017 được sử dụng cho các ứng dụng đếm phạm vi thấp. Nó có thể đếm từ 0 đến 10 (số thập phân). Mạch được thiết kế bằng cách sử dụng ic này sẽ tiết kiệm không gian bo và cũng như thời gian cần thiết để thiết kế mạch. CD4017 được xem như là bộ đếm thập phân có 16 chân có thể đếm từ 0 đến 10 bằng cách bật lần lượt 10 đầu ra trên mỗi xung cạnh dương của xung clock.

Mạch CD4017 sẽ tiết kiệm không gian board và cả thời gian thiết kế mạch. Chúng ta có thể thiết lập lại và điều khiển đếm với sự hỗ trợ của chân reset và enable

Chân Chức năng chân Mô tả

1

Output 5 Khi giá trị của số đếm là 5, nó sẽ có mức logic 1

2

Output 1 Khi giá trị của số đếm là 1, nó sẽ có mức logic 1

3

Output 0 Khi giá trị của số đếm là 0, nó sẽ có mức logic 1

4

Output 2 Khi giá trị của số đếm là 2, nó sẽ có mức logic 1

5

Output 6 Khi giá trị của số đếm là 6, nó sẽ có mức logic 1

6

Output 7 Khi giá trị của số đếm là 7, nó sẽ có mức logic 1

7

Output 3 Khi giá trị của số đếm là 1, nó sẽ có mức logic 1

8

GND Chân nối với mặt đất của mạch.

9

Output 8 Khi giá trị của số đếm là 8, nó sẽ có mức logic 1

10

Output 4 Khi giá trị của số đếm là 4, nó sẽ có mức logic 1

11

Output 9 Khi giá trị của số đếm là 9, nó sẽ có mức logic 1

12

Carry out Chân này có mức logic 1, khi số đếm vượt quá giá trị 10 và
hữu ích cho việc kết hợp nhiều IC.

13

Enable Chân kích hoạt tích cực mức thấp. Khi nó ở mức cao, mạch sẽ
không nhận được tín hiệu của xung clock và bộ đếm sẽ không
đếm. Và ngược lại

14

Clock Là tín hiệu đầu vào xung clock. Ở mỗi xung cạnh dương của
xung clock, giá trị bộ đếm được tăng thêm 1.

15

Reset khởi động lại bộ đếm từ 0.

16

Vcc Chân cấp nguồn dương

Đặc tính kỹ thuật của CD4017

  • Bộ đếm 16 chân CMOS có tần số hoạt động cao
  • Các chân đầu ra được giải mã
  • Đầu vào xung clock có mạch Schmitt trigger và do đó không có giới hạn thời gian tăng và giảm tín hiệu.
  • Dải điện áp hoạt động là từ 3V đến 15V nhưng trong điều kiện hoạt động bình thường nên sử dụng điện áp + 5V.
  • CD4017 tương thích chuẩn logic TTL
  • Có tốc độ hoạt động trung bình thường 5MHz và tần số xung nhịp tối đa là 5.5Mhz
  • Có nhiều package 16 chân PDIP, GDIP, PDSO

 Giải thích hoạt động các chân IC CD4017

  • Các chân 1 đến 7 và 9 đến 11 là các chân đầu ra. Các chân này lần lượt thay đổi thành mức cao (nối tiếp nhau) trong một trình tự. Đối với mỗi tín hiệu đồng hồ, mỗi chân sẽ tăng cao trong một chuỗi.
  • Chân kích hoạt / ức chế đồng hồ (chân 13) hay còn gọi là chân Enable. Chân kích hoạt để bật CD4017 IC. IC được bật khi chân hoạt động ở mức thấp.
  • Để tắt hoặc tắt IC, chân này phải được kết nối với đầu vào cao đang hoạt động, khi chân này hoạt động ở mức cao, nó sẽ bỏ qua các tín hiệu xung nhịp.
  • Chân đồng hồ (chân 14)
  • Tín hiệu đồng hồ được cung cấp đến chân thứ 14 chịu trách nhiệm cho đầu ra tuần tự.
  • Khi xung đồng hồ đầu tiên được phát hiện, chân 3 sẽ đi, đối với xung đồng hồ tiếp theo, chân 2 sẽ lên cao, và một chuỗi được hình thành.
  • Điều quan trọng cần nhớ là, nếu chúng ta không kết nối bất kỳ tín hiệu đồng hồ nào với chân đầu vào này, thì nó phải được kết nối với nguồn điện áp dương hoặc âm.
  • Nó không được bỏ kết nối theo các quy tắc tiêu chuẩn đầu vào CMOS.
  • Chân đầu vào đồng hồ (chân số 14) chỉ đáp ứng với tín hiệu điện áp dương hoặc đồng hồ dương
  • Chân reset (chân 15)

Chân 13 là chân Kích hoạt đồng hồ gọi là chân Enable, được sử dụng để điều khiển đồng hồ.

  • Khi ở mức logic “0”, đồng hồ sẽ được kích hoạt và bộ đếm tăng một lần đếm cho mỗi xung đồng hồ.
  • Nhưng khi logic “1”, đầu vào đồng hồ bị dừng và bộ đếm sẽ không làm gì ngay cả khi xung đồng hồ đến.

Chân 16 là nguồn cấp dương và chân 8 là chân tiếp đất gọi hai chân này là chân cấp nguồn CD4017

  • Nguồn cung cấp dao động từ 3 volt đến 16 volt. Và điện áp nguồn tối đa không được vượt quá 18 volt.

Chân 14 là đầu vào đồng hồ để kích hoạt một lần đế

  • Xung đồng hồ phải “sạch”. Nếu chúng “nhiễu ồn” thì bộ đếm có thể tăng hai hoặc nhiều lần trong mỗi xung đồng hồ. Bộ đếm sẽ đếm trên tín hiệu đồng hồ tích cực (sườn lên xung).

Chân 15 là chân đặt lại hay còn gọi là Reset.

  • Thực hiện đếm mức logic “0”, tương đương với nối chân này xuống GND. Khi thực hiện logic “1”, bộ đếm được đặt lại thành “0”.

Các chân 1-7 và 9-11 là các chân đầu ra đã giải mã tương đương với các số thập phân từ 0 – 9.

Sơ đồ hoạt động đếm đơn giản dùng IC CD4017
Sơ đồ hoạt động đếm đơn giản dùng IC CD4017
  • Trong quá trình đếm thì chỉ một đầu ra (các chân 1-7 và 9-11) ra duy nhất là “Cao” “log gic 1” thì phần còn lại sẽ duy trì ở mức “Thấp” “logic 0”.
  • Như trên hình LED1 nằm ở đầu ra đầu tiên được dán nhãn là “0”, LED nhãn “0” sẽ sáng ngay sau khi chúng ta sử dụng IC này làm bộ đếm số.
  • Khi bộ đếm tăng lên đến “9”, nếu có thêm một xung clock nữa nó sẽ lặp lại về “0” một lần nữa

Chân 12 là Carry out nghĩa là chân này có mức logic 1, khi số đếm vượt quá giá trị 10 và hữu ích cho việc kết hợp nhiều IC để tăng khả năng bộ đếm lên hàng chục hàng trăm, hàng nghìn….

Bộ đệm chân đầu ra IC CD4017

Mọi đầu ra của 4017 đều có bộ đệm cung cấp đủ dòng điện có thể điều khiển đèn LED. Ngoài chức năng đó bộ đệm đầu ra còn hoạt động như một cổng để cách ly các bộ phận bên trong (cổng NAND và các cổng khác) khỏi mạch bên ngoài. Với, quá trình làm việc này giúp vi mạch hoạt động với hiệu suất cao hơn.

Bộ đệm chân đầu ra IC CD4017
Bộ đệm chân đầu ra IC CD4017

 

Điều khiển hoạt động đếm

IC CD4017  còn 2 chân quan trọng khác:

  • Chân Reset hay gọi là Cài lại
  • Chân Enable hay gọi là Chân cho phép, Chân ứng chế hay chân Bật
Chức năng chân Reset "Cài lại" và chân Enable "Bật" IC CD4017
Chức năng chân Reset “Cài lại” và chân Enable “Bật” IC CD4017

Đây là 2 chân điều khiển, khi làm việc các chân này phải kết nối chúng với mức “cao” hoặc “thấp”. Chúng không thể để trôi nổi (không đặt vào mức logic cao hoặc thấp). Điều này chỉ áp dụng cho các chân Enable đồng hồ và thiết lập lại “Reset”.

Cách làm cho các chân điều khiển ổn định

Chúng ta nên thêm điện trở R1 và R2 như hình với GND (VSS), mỗi điện trở có giá trị từ 100K đến 1M, để giữ cho các xung điện áp không đi vào các chân điều khiển và không bị trạng thái trôi.

Thông thường, chân điều khiển có trở kháng cao. Nó có thể nhận được một số nhiễu không mong muốn từ bên ngoài. Nếu chúng ta kết nối các điện trở R1 và R2 từ cả hai chân điều khiển với đất, để giảm trở kháng của chúng. Điều này có nghĩa là khả năng bị nhiễu thấp hơn.

Ứng dụng IC CD4017 làm bộ chia tần số

Ngoài việc chính ứng dụng trong các mạch đếm số thập phân thì CD4017 còn được dùng với mục đích khác, trong đó điển hình như chia tần số. Nếu muốn chia tần số có số nhỏ hơn 10. Ta có thể sử dụng một IC CD4017 như bên dưới.

Chia hết cho 9

Chúng tôi kết nối đầu ra số 10 với chân đặt lại. Điều này sẽ làm cho bộ đếm đếm đến 9 rồi đặt lại.

Nếu muốn chia tần số có số nhỏ hơn 10. Ta có thể sử dụng CD4017 như bên dưới.

Mạch chia cho 6

Sau đó, chúng tôi kết nối đầu ra thứ 7 với chân 15 (đặt lại). Ngoài ra, nó sẽ đếm đến 6 rồi đặt lại.

Sơ đồ nguyên lý mạch đếm thập phân sử dụng nguồn 9VDC

Mạch tạo led đuổi hay dòng chảy LED

Để bộ đếm hoạt động, xung đồng hồ là điều cần thiết. Và trong trường hợp này, một bộ đa hài ổn định 555 trở nên rất quan trọng khi kết nối với nhau một bộ tạo chuỗi ánh sáng hoàn chỉnh

Đây là một mạch điện tử chắc chắn đóng góp nhiều hơn cho việc trang trí, cho thế giới tuyệt vời của hệ thống ánh sáng và âm thanh, trong lĩnh vực giải trí, v.v

 

 

 

Công tắc cảm biến hồng ngoại có IC 4017

Công tắc cảm biến hồng ngoại hoạt động như thế nào

Khi bất kỳ ai nhấn nút điều khiển từ xa IR, nó sẽ phát ra tín hiệu hồng ngoại, bộ thu IR 1738 sẽ phát hiện tín hiệu IR và chân đầu ra của 1738 ở mức THẤP.

Đế của bóng bán dẫn PNP BC557 được kết nối với chân đầu ra của IC 1738. Vì vậy, khi đầu ra 1738 trở nên THẤP, bóng bán dẫn PNP BC557 sẽ bật.

BC557 kết nối với chân CLK (chân 14) của IC CD4017. Khi BC557 bật, chân CD4017 CLK nhận xung CAO.

Mỗi khi chân CLK của CD4017 nhận xung CAO, trạng thái của PIN-2 của CD4017 sẽ thay đổi. Ví dụ: nếu trạng thái hiện tại của PIN-2 là THẤP, sau khi nhận được xung đồng hồ, PIN-2 sẽ trở thành CAO cho đến xung đồng hồ tiếp theo.

Nếu PIN-2 trở nên CAO, bóng bán dẫn NPN BC547 BẬT và dòng điện có thể chạy qua cuộn dây rơle. vì vậy tải kết nối với rơle cũng bật.

Nếu nhấn nút điều khiển từ xa IR lần thứ hai, CD4017 sẽ nhận được xung đồng hồ tiếp theo ở mã PIN-14. Vì vậy, PIN-2 sẽ thay đổi trạng thái (CAO thành THẤP). Sau đó, bóng bán dẫn BC547 sẽ tắt và theo đó, tải được kết nối với thực sự cũng tắt.

Các thành phần cần thiết cho Dự án:

  • Tụ điện 100uF DC 16V 2no
  • Tụ điện một chiều 1000uF 16V
  • Tụ điện 0,1 uF
  • Điện trở 220-ohm 0,25-watt 3 không
  • Điện trở 10k 0,25 watt
  • Điện trở 270k 0,25 watt
  • Bóng bán dẫn PNP BC557
  • Transistor BC547 NPN
  • IC CD4017
  • Bộ thu hồng ngoại TSOP 1738
  • Điốt 1N4007
  • Rơle SPDT 5 vôn
  • nút nhấn
  • Nguồn một chiều 5 vôn.

Mạch chuyển đổi từ xa IR rất đơn giản. Tôi đã sử dụng IC thu hồng ngoại CD4017 và TSOP1738 để thực hiện công tắc cảm biến hồng ngoại này. Sử dụng tụ điện 1000uF làm C1 để tránh mọi sự cố.