CD4000系列逻辑电路工作原理及其基本应用-十进制计数器CD4017

CD4017集成电路简介

CD4017是一种十进制计数器/脉冲分配器，它具有十个译码输出端，一个时钟输入端，一个清除端，一个禁止端以及一个进位端。其时钟输入端具有施密特整形功能，对输入上升时间和下降时间无限制。CD4017常被用于计数、定时等电路中。

CD4017集成电路内部结构

CD4017内部主要由十进制计数器及译码器等两部分组成。这两部分由基本的逻辑门电路组成，其中5个D触发器构成了5个约翰逊（Johnson）计数器，10个与门电路构成了输出译码器。

CD4017内部逻辑结构图

十进制计数器实际上是一个串行的移位寄存器，它由前一级的输出端去触发后一级的输入端，这种结构的计数器具有结构简单、工作可靠、速度快并且只需单个输入端即可进行计数，2输入端与门即可实现译码输出。

CD4017集成电路工作原理

当加上清零脉冲后，Q1～Q5均输出0，由于Q1的数据输入端D1是Q5输出的反码，因此当输入第—个时钟脉冲后，Q1输出1，这时Q2-Q5均依次进行移位输出，Q1的输出移至Q2，Q2的输出移至Q3，如果继续输入脉冲，则Q1为新的Q5，Q2-Q5依次移位输出。

5个约翰逊计数器总共可以输出32种二进制计数组合，十进制输出只用到了其中的十个计数输出，但由于电路的随机性，可能会输出不需要的22种状态，即伪码状态。为了避免这种状态的输出，在第三级的计数器前增加了由两级门电路组成的逻辑处理部分，D触发器的输出并不直接连到下一级的输入端，这样在上电的瞬间，能够快速进入我们所需要的十种计数输出。

CD4017集成电路逻辑功能

CD4017有3个输入端：清零端R及时钟输入端CP、CR

当在清零端R施加高电平或正脉冲时，计数器清零，此时只有Q0输出高电平，其余输出均为低电平；

CP和CR为两个时钟输入端，其中CP为上升沿输入端，CR为下降沿输入端。CP和CR具有互锁关系，当使用CP输入时，CR端要接低电平，使用CR计数时，CP端要接高电平。

CD4017有10个译码输出端Q0-Q9，它随着时钟脉冲的输入依次出现高电平。为了级联方便，芯片还设有进位输出端QC，每输入10个时钟脉冲，就会输出一个进位脉冲，作为下一级计数器的时钟输入信号。

CD4017真值表

CD4017集成电路引脚排序及主要参数

CD4017引脚排序

CD4017引脚排序如上图所示。其中Q0-Q9为十个计数输出端，CP及CR为时钟脉冲输入端，INH为禁止端，CO为进位输出端，VDD为电源正极，VSS为电源负极。CD4017的工作电源范围为3-15V。

CD4017集成电路基本应用电路

CD4017与NE555构成的流水灯电路

上图为NE555与CD4017构成的流水灯电路。其中NE555作为时钟振荡电路，通过调节电位器RP的阻值，可以改变振荡输出频率。由NE555振荡输出的信号进入CD4017的时钟输入端CP，每输入一个时钟信号，CD4017移位输出高电平驱动LED发光，不断地输入时钟信号，Q0-Q9就会循环输出高电平驱动LED形成流水灯效果。通过CO端级联下一个CD4017，就可实现多个LED的流水灯效果。其中，电路中的EN端即为INH端。

高通公司申请用于小芯片系统中的基于睡眠时钟边沿的全局计数器同步的系统和方法专利，实现全局计数器同步

金融界2024年3月22日消息，据国家知识产权局公告，高通股份有限公司申请一项名为“用于小芯片系统中的基于睡眠时钟边沿的全局计数器同步的系统和方法“，公开号CN117751337A，申请日期为2022年7月。

专利摘要显示，各种实施方案包括用于在多小芯片系统中提供基于睡眠时钟边沿的全局计数器同步的方法和系统。一种片上系统(SoC)可包括第一小芯片，该第一小芯片包括第一小芯片全局计数器子系统；以及第二小芯片，该第二小芯片包括第二小芯片全局计数器子系统。该SoC还可包括通信地耦合该第一小芯片和该第二小芯片的接口总线，以及被配置为向该第一小芯片和该第二小芯片提供睡眠时钟的功率管理集成电路(PMIC)。该第一小芯片可被配置为跨该接口总线将全局计数器同步脉冲触发传输到该第二小芯片。该第二小芯片可被配置为响应于接收该全局计数器同步脉冲触发来在该睡眠时钟的睡眠时钟同步边沿处将全局计数器同步值加载到该第二小芯片全局计数器子系统中。

本文源自金融界

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