表 1-1 CD4017直流电气特性表
1.2.5、CD4017工作方式与接线
CD4017的内部结构如图1-5所示。当复位端CR加上高电平和正脉冲时,输出端Q0为高电平,其余9个输出端Q0~Q9均为低电平。时钟输出端CP对输入时钟脉冲的上升沿计数,INH则对时钟脉冲的下降沿计数。Q0~Q9这10个输出端的输出状态分别与输入的时钟个数相对应。如从0开始计数,则输入到第1个时钟脉冲时,Q1就变成高电平,输入第2个时钟脉冲时,Q2变成高电平??直到输入第10个时钟脉冲,Q0变为高电平。同时,进位端C0就输出一个进位脉冲,作为下一级计数的时钟信号。CR为复位端,也为清零端。当CR输入高电平时,电路复位,即输出端Q0为高电平,Q1~Q9为低电平。如此反复,只要555芯片的3脚送来的二进制信号不消失,CD4017将二进制信号转换为十进制信号的计码工作就会反复进行下去。
由此可知,CD4017的接线方式如图1-6所示:14脚接555芯片的3脚,13、15、16脚接地,1、2、3、4、5、6、7、9、10、11脚接LED灯正极,12脚悬空。
4
图 1-5 CD4017内部结构图
图 1-6 CD4017连线图
1.3、元器件的选择及参数计算
1.3.1、555参数计算
由图1-3可知对于555芯片需要确定的主要参数为R1、R2的阻值以及电容C的容值。在这里我们取R1=2.2K,R2=47K,C=1uF,则
5
输出高电平时间 T1=(R1+R2)Cln2=(2.2+47)*1* ln2=0.034s 输出低电平时间T2=R2Cln2 =47*1* ln2=0.033s
振荡周期 T=(R1+2R2)Cln2=(2.2+2*47)*1* ln2=0.067s 输出方波的占空比为
D=Tph/T=(R1+R2)/(R1+2R2)=(2.2+47)/(2.2+2*47)=0.51 1.3.2、CD4017参数计算
由表1-1可知,在VDD=5V的情况下,CD4017的输出电压也约为5V。为了保护LED不被烧毁,需要串联限流电阻,我们取电阻阻值为300Ω,则
发光二极管导通时电压V ≈2V
发光二极管导通时D1~D10的电流Io=(5-2)/300=10mA
1.4、总体电路草图
图 1-7 总体电路草图
二、总体电路图及印刷版图及相关说明
6
2.1、总体电路图
图
2-1 总体电路原理图
说明:所用芯片为NE555P及CD4017BMJ。R1阻值为2.2K,R2阻值为47K,R3~R12阻值为300Ω。C1是容值为1uF的瓷片电容,C2是容值为0.01uF的电解电容。
2.2、印刷电路板图
图 2-1 印刷电路板图
说明:U1为555芯片,封装为P008;2为CD4017芯片,封装为J16A;C1为瓷片电容,C2为点解电容。
7
三、计算机仿真及相关说明
3.1、计算机仿真电路
图 3-1 仿真例图(1)
图 3-2 仿真例图(2)
图 3-3 仿真例图(3)
说明:图3-1、3-2、3-3都为multisim软件仿真过程截图,以三盏灯点亮时的截屏代表所有灯被依次点亮。
8