Sơ đồ chân và nguyên tắc làm việc IC CD4017

CD4017 là một IC đếm thập phân CMOS 10bit vô cùng độc đáo và tiện dụng. Với khả năng đếm từ 0 đến 10 (số thập phân), IC này phù hợp cho các ứng dụng đếm phạm vi thấp. Mạch được thiết kế bằng IC CD4017 sẽ tiết kiệm không gian và cả thời gian thiết kế.

Sơ đồ chân và nguyên tắc hoạt động

Mạch CD4017 gồm 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. Một điểm đặc biệt nữa là IC CD4017 cũng cho phép thiết lập lại và điều khiển đếm với sự hỗ trợ của chân reset và enable.

Dưới đây là chức năng của mỗi chân trên IC CD4017:

  • Chân 1: Đầu ra 5 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 5
  • Chân 2: Đầu ra 1 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 1
  • Chân 3: Đầu ra 0 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 0
  • Chân 4: Đầu ra 2 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 2
  • Chân 5: Đầu ra 6 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 6
  • Chân 6: Đầu ra 7 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 7
  • Chân 7: Đầu ra 3 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 3
  • Chân 8: GND – Chân nối với mặt đất của mạch
  • Chân 9: Đầu ra 8 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 8
  • Chân 10: Đầu ra 4 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 4
  • Chân 11: Đầu ra 9 – Mức logic 1 khi giá trị đếm là 9
  • Chân 12: Carry out – Mức logic 1 khi số đếm vượt quá giá trị 10, hữu ích cho việc kết hợp nhiều IC
  • Chân 13: Enable – Chân kích hoạt tích cực mức thấp. Khi ở mức cao, mạch sẽ không nhận được tín hiệu xung clock và bộ đếm sẽ không đếm
  • Chân 14: Clock – Tín hiệu đầu vào xung clock. Mỗi xung cạnh dương của xung clock, giá trị bộ đếm được tăng thêm 1
  • Chân 15: Reset – Khởi động lại bộ đếm từ 0
  • Chân 16: Vcc – Chân cấp nguồn dương

Đặc tính kỹ thuật của CD4017

IC CD4017 có những đặc tính kỹ thuật sau:

  • 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, giới hạn thời gian tăng và giảm tín hiệu không tồn tại
  • Dải điện áp hoạt động từ 3V đến 15V, tuy nhiên, điện áp +5V được khuyến nghị trong điều kiện hoạt động bình thường
  • Tương thích chuẩn logic TTL
  • 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

Trong quá trình hoạt động, các chân trên IC CD4017 có các chức năng sau:

  • 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 xung đồng hồ, mỗi chân sẽ tăng cao trong một chuỗi.
  • Chân Enable (chân 13) là chân kích hoạt/ức chế đồng hồ. Chân này được sử dụng để bật hoặc tắt IC CD4017. Khi chân Enable hoạt động ở mức thấp, IC sẽ được kích hoạt và bộ đếm sẽ tăng một lần đếm cho mỗi xung đồng hồ. Khi chân Enable hoạt động ở mức cao, đồng hồ sẽ bị dừng và bộ đếm sẽ không làm gì ngay cả khi xung đồng hồ đến.
  • Chân Clock (chân 14) là đầu vào xung clock, chịu trách nhiệm cho đầu ra tuần tự. Khi xung đồng hồ đầu tiên được phát hiện, chân 3 sẽ lên cao. Đối với những xung đồng hồ tiếp theo, các chân khác nhau sẽ lên cao theo một chuỗi cụ thể.
  • Chân Reset (chân 15) là chân khởi động lại bộ đếm từ 0.

Bộ đếm chân đầu ra IC CD4017

Mỗi đầu ra của IC CD4017 được trang bị bộ đệm để cung cấp đủ dòng điện và điều khiển đèn LED. Bộ đệm cũng hoạt động như một cổng để cách ly các bộ phận bên trong khỏi mạch bên ngoài. Quá trình làm việc này giúp vi mạch hoạt động với hiệu suất cao hơn.

Điều khiển hoạt động đếm

IC CD4017 có 2 chân quan trọng khác là chân Reset và chân Enable. Các chân này được kết nối với mức cao hoặc thấp để điều khiển hoạt động của IC.

Để đảm bảo các chân điều khiển ổn định, ta có thể thêm điện trở R1 và R2 từ các chân điều khiển tới mặt đất. Điều này giúp giảm nhiễu và giữ cho các xung điện áp không vào các chân điều khiển.

Ứng dụng của IC CD4017

Ngoài việc sử dụng IC CD4017 trong các mạch đếm số thập phân, nó còn có thể được áp dụng trong các mạch chia tần số. Với sự linh hoạt của IC này, ta có thể chia tần số thành các số nhỏ hơn 10 và tạo ra các mạch điện tử thú vị như mạch đèn LED đuổi ánh sáng, công tắc cảm biến hồng ngoại, v.v.

Với IC CD4017 và các linh kiện phụ trợ, ta có thể tạo ra những sản phẩm điện tử độc đáo và hấp dẫn.