cd4017流水灯电路图设计与制作

cd4017流水灯电路图设计与制作
一、电路设计功能介绍
　　 该电路主要由555构成的多谐振荡器产生脉冲提供给由4017组成的十进制移位计数器，进而控制十路LED灯，通电后，LED灯从上往下逐个点亮，直到第十个LED灯，循环往复，且移动的速度可以调节。该设计依据来源于闹市中的店铺LED广告牌，具有一定的实用价值。
二、原理图 

图1 4017十路流水灯电路原理图
　　三、工作原理
　　1、十进制计数器/脉冲分配器CD4017
　　十进制计数器/脉冲分配器CD4017是5位Johnson计数器，具有10 个译码输出端，CP0、CP1、RST输入端。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。RST 为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。RST 为高电平时，计数器清零。
　　Johnson 计数器，提供了快速操作、2 输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10 个时钟输入周期CO 信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。
真值表（功能表）

　　2、集成时基555电路
　　　 集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。
　　555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
　　 它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。
　　555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
　　在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的同相输入端的电压为VCC /3。
　　若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
　　如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。
　　它的各个引脚功能如下：
　　 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
　　2脚：低触发端TR。
　　3脚：输出端Vo
　　4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
　　5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
　　6脚：高触发端TH。
　　7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
　　8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
　　 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如下：
　　 555定时器的功能表

　　本电路主要由多谐振荡器和移位计数器构成，由R1，R2，C1，C2，555定时器集成电路组成多谐振荡器产生脉冲，脉冲的频率有可变电阻R2（电位器）控制，产生的脉冲送到4017的CP0端（14脚），以便产生上升沿，提供计数脉冲。
　　 以4017为核心元件构成的计数分配电路，每接收一个上升沿，Q0-Q9移位一次。
　　四、元件清单及实物图


4017十路流水灯电路元件清单实物图
　　五、调试技巧及成品图
　　 4017十路流水灯制作完成后，接上5V直流电压，可以看到LED灯从上往下逐个点亮，直到第10个LED点亮后，循环往复。
如果制作没有成功，请从下面几个方面进行检修与调试：
　　 1、电子初学者，往往因为焊接能力不行，否则心浮气燥，焊接的线路多有虚焊、漏焊、假焊等情况，否则因为电路搭建错误，所以首先检查每条线路是否焊接好，也就是电气性能是否保证。
　　 2、如果焊接线路的连接良好，那么就开始查以555为核心元件的多谐振荡器电路，比如用万用表检测555集成电路的4脚和8脚是不是高电平（5V电压），1脚电压是否是0V。
　　 3、用万用表检测555集成电路的2脚或者6脚的电压是否会变化。
　　 4、用万用表检测555集成电路的3脚电压是否一高一低，如果是，则表示以555为核心元件的多谐振荡器电路正确。那就要考虑后面的电路了。
　　 5、用万用表检测4017为核心元件的计数分配电路，着重检测4017的16脚是否是高电平（5V电压），8脚、13脚、15脚是否是低电平，如个以上电路都正确，再检查输出引脚（Q0-Q9）是否有短路现象，发光二极管是否装反。
　　 经过以上步骤的检查、检测后，基本上可以排除故障。成功安装后，通5V电压时的4017十路流水灯电路产品如下图所示：

4017十路流水灯产品图正面

4017十路流水灯产品图反面