揭秘4017芯片：如何让微控制器实现分频与计数功能

引言

在电子电路设计中，4017芯片因其简单易用、功能强大而广受欢迎。它是一种十进制计数器/脉冲分配器，常用于分频、计数、定时以及顺序脉冲发生器等应用。本文将深入探讨4017芯片的工作原理、管脚功能、真值表以及在实际应用中的使用方法。

4017芯片简介

工作原理

CD4017内部由计数器及译码器两部分组成。它通过译码输出实现对脉冲信号的分配，输出时序为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。

管脚功能

• Q0～Q9：10个输出端，依次输出高电平。
• ~Q5-9：进位输出端，每输入10个计数脉冲，输出1个进位正脉冲。
• MR：清零端，当MR端加高电平或正脉冲时，Q0为高电平，其余输出端为低电平。
• CP0和~CP1：2个时钟输入端，分别用于上升沿和下降沿计数。
• VDD：电源正极。
• VSS：电源负极。

真值表

应用范围与优缺点

应用范围

• 分频器：通过连接多个4017芯片，可以实现高倍数的分频。
• 计数器：用于计数脉冲信号的个数。
• 定时器：通过设置时钟频率和计数次数，实现定时功能。
• 顺序脉冲发生器：依次输出高电平，实现顺序控制。

优缺点

• 优点：结构简单、成本低、功能强大。
• 缺点：计数速度较慢，不适合高速计数应用。

实际应用

以下是一个使用4017芯片实现分频功能的实例：

#include <reg51.h>

#define COUNTER 10  // 设置计数次数

void delay(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++)
        for (j = 0; j < 120; j++);
}

void main() {
    unsigned char count = 0;
    while (1) {
        delay(1000);
        P1 ^= 0x01;  // 改变P1.0引脚电平
        count++;
        if (count >= COUNTER) {
            count = 0;
            P1 ^= 0x02;  // 改变P1.1引脚电平
        }
    }
}

在上面的代码中，通过改变P1.0和P1.1引脚的电平，实现了一个简单的流水灯效果。同时，通过设置计数次数COUNTER，可以控制流水灯的速度。

总结

4017芯片是一种功能强大的计数器/分频器，在电子电路设计中具有广泛的应用。通过掌握其工作原理、管脚功能、真值表以及实际应用方法，可以轻松实现分频、计数、定时等功能。