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仿真测试十进制计数器分频器CD4017的逻辑功能

 geros 2018-05-05

一、CD4017功能概述

CD4017是5位Johnson十进制计数器分频器,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,如下图所示。

十进制计数/分频器CD4017,其内部由计数器及译码器两部分组成,由译码输出实现对脉冲信号的分配,整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、…、Q9依次出现与时钟同步的高电平,宽度等于时钟周期。

CD4017有10个输出端(Q0~Q9)和1个进位输出端Q5-9(第12脚)。每输入10个计数脉冲,O5-9(第12脚)就可得到1个进位正脉冲,该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。

CD4017有3个输入端(MR、CP0和~CP1),MR为清零端,当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出Q0为高电平,其余输出端(Q1~Q9)均为低电平。

CP0(第14脚)和~CP1(第13脚)是2个时钟输入端,若要用上升沿来计数,则信号由CP0端输入;若要用下降沿来计数,则信号由~CP1端输入。设置2个时钟输入端,级联时比较方便,可驱动更多二极管发光。

由此可见,当CD4017有连续脉冲输入时,其对应的输出端依次变为高电平状态,故可直接用作顺序脉冲发生器。

二、CD4017逻辑功能表

三、功能测试及仿真

1、上升沿计数功能测试

根据CD4017逻辑功能表可知,若要用上升沿来计数,则信号由CP0端(第14脚)输入,CP1(第13脚)接低电平, MR(低15脚)也必须接低电平。用逻辑电平探针表示高低电平,红色表示高电平,白色表示低电平,仿真电路图如下所示。

14脚可连续接收频率为10HZ的时钟信号,启动仿真按钮时,可以看到Q0输出高电平,O5-9(第12脚)也输出高电平。

0.1秒后Q1输出高电平,0.1秒后Q2输出高电平……,直到Q5输出高电平,O5-9(第12脚)由高变成低电平,如下图所示。

随着时钟脉冲的输入,高电平继续往下移动,直到Q9结束。然后重复上面的过程,如下图所示。

2、下降沿计数功能测试

根据CD4017逻辑功能表可知,若要用下升沿来计数,则信号由CP1端(第13脚)输入,CP0端(第14脚)接高电平,当然MR(第15脚)必须接低电平,仿真电路如下。

13脚连续接收频率为10HZ的时钟信号,当启动仿真按钮后,可以看到和上面描述的一样的功能现象,此处不再累述。

3、手动收入时钟脉冲信号,测试功能。

请按下面的仿真原理图绘制电路,并将学习焦点对准时钟脉冲的上升沿(下降沿)到来时观察电路变化。

当启动仿真按钮后,可以看到上图所示的状态,当把开关合上时,13脚的电平由高变低,请问此时,输出状态如何?(X1-X11的亮灭情况)。

作为作业,大家亲自测试下,本测试用到的仿真软件是Multisim 11.0。


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