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彻底讲解CD4017流水灯原理
对于电子爱好者来说,CD4017NE555构成的流水灯,我想都不会陌生,今天,我就彻底性的讲解一下原理。
废话不多说,看下图:
         
该电路图由本人所画,由于软件的问题,画的不是很好看,如果有画错的地方,请及时联系我。
首先,看电路图的结构,很明显就能够看到由两块芯片构成,分别是NE555CD4017
先看NE555部分(图的左边部分),所构成的电路功能为产生时钟振荡,也就是所谓的时钟脉冲。正是因为产生了这个时钟脉冲的信号,LEDD1才一直在不停的闪烁。
看下面的NE555芯片引脚介绍:
引脚
引脚号
引脚功能
1
GND,也就是电源的负极
2
触发端,用来控制NE5553引脚输出端为高电平还是低电平
3
输出端,上图的时钟脉冲就是从3引脚输出的
4
复位端,也可以作为开关使用,当4引脚为高电平的时候,NE555正常工作,当为低电平时,NE555将停止工作
5
控制电压,,也叫基准电压
6
门限(阀值)
7
放电端,在输出端3引脚为高电平时,处于处于不发电状态
8
电源正极端(VCC

在熟知了NE555芯片引脚功能后,看上图的电路,NE555芯片的4引脚和8引脚被接在电源的正极,1引脚接到电源的负极,说明芯片已经接通电源,并正常工作。
当开机NE555正常工作时,7引脚发电端与地处于断开状态的,电容C1里面是没有电荷的,4引脚通过电阻R1,电位器RV1,电流流向电容C1,供给电容C1充电,当电容C1两端的电压小于2/3VCC电压时,3引脚输出端为高电平。
在电容C1的持续充电,两端的电压将越来越大,当大于2/3VCC电压时,NE5553引脚输出端将翻转电平,由刚才的高电平变为低电平,从而7引脚由对地断开变为对地导通,电容C1经过RV1流经7引脚对地发电,使得电容C1的电压渐渐减小。
电容C1的电压当小于1/3VCC电压时,3引脚输出端的电平又会翻转,由低电平变为高电平,7引脚与地也就变成断开,接着电容就重新开始被充电......
往复的这样进行着对电容C1的重复充放电,NE5553引脚也就交替重复的改变高低电平状态,从而就形成了所谓的时钟脉冲信号输出。
通过改变RV1电位器的阻值,便可改变电容C1被充放电的时间,从而改变3引脚输出端的时钟脉冲频率,也就是LEDD1的闪烁频率。
也许有人会问,电容C2是干嘛用的,为什么都没有提到C2的功能?
其实电容C2只不过是为了提高NE555运行的稳定性,如果将电容C2去掉,其实NE555照样是可以输出时钟脉冲信号的。
我在LEDD1下面串联了一个100欧姆的电阻R2,目的只是为了保护LEDD1,防止流经LEDD1的电流过大而烧毁,也就是所谓的限流保护。
好了,NE555部分的功能基本上是讲解完了,如果有听不明白的可以直接来与我联系,
接下来讲解CD4017的部分,这部分就简单多了。
看下面的CD4017引脚功能介绍:

引脚号
符号
功能
12
CO
进位脉冲输出
13
E
用脉冲下降沿触发计数
14
CP
时钟脉冲信号输入端
15
MR
复位清零端
16
VCC
电源正极
8
VSS
地,电源负极
1,2,3,4,5,6,7,9,10,11
Q0Q1Q2------Q9
电平输出端

从电路图中可以看到,NE5553引脚输出端是接到了CD401714引脚,且CD401713引脚与地相连接,说明该CD4017是以脉冲的上升沿触发计数的。
关于15引脚的功能,当15引脚处于低电平时,芯片CD4017将在计数十次后自动复位清零,重新计数,当为高电平时,便无法复位清零
当开机时,芯片CD40173引脚便会处于高电平状态,而其他输出端则都为低电平状态,从而只有LEDD2点亮。
14引脚每输入一个上升沿时,CD4017的输出端输出的高电平就会向下移动,由3引脚移动到2引脚,则LEDD3点亮,其余的灯都熄灭,
14引脚反复的输入时钟脉冲后,D2D1110LED灯依次单个点亮,从而形成流水的效果,由于CD401715引脚接地,实现自动复位清零的功能,D2D11这十个LED灯将反复形成流水的效果。
NE555+CD4017构成十路流水灯的讲解到此结束。
通过这个十路流水灯,你可以设计一个二十路的流水灯,那将又是对自己的一种提高。
其实,懂得了原理,哪怕是一百路,一千路,一万路,原理都是一样的,就看你肯不肯动脑筋。
一个简简单单的流水灯,其实可以设计出各种各样有趣的小作品来,
         
           这个为心形流水灯,加上音乐的话效果蛮好的
         
         这个是交叉流水灯,就像是用笔在打
一样的效果
         
        这个是花了我一个多月的时间焊出来的,在电路板的背面是纯焊锡焊接,太费焊锡了,买了四五卷焊锡才焊完呢,可惜了,后来由于拿来做展示,被几个xx搞坏了,心痛啊!!
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