IC CD4015 thanh ghi dịch 4 bit

IC CD4015 là IC dịch dữ liệu 4 bit có hai thanh ghi dịch độc lập. Hai thanh ghi dịch có đầu vào dữ liệu nối tiếp và đầu ra dữ liệu song song.

Nói cách khác, nó sẽ dịch bit dữ liệu nối tiếp thành bit dữ liệu song song. Tất cả các đầu vào được bảo vệ chống phóng tĩnh điện bằng diode và điện trở mắc nối tiếp.

Tất cả các thanh ghi đều có các flipflop loại D với các đầu vào reset và xung clock độc lập. Nó có các package 16 chân PDIP, GDIP, PDSO.

Sơ đồ chân CD4015

IC thanh ghi dịch CD4015 có 16 chân. Màu xanh lam là các chân thuộc thanh ghi B và màu xanh lá cây là các chân thuộc thanh ghi dịch A.

Mô tả cấu hình chân

Các thanh ghi dịch thay thế và tương tự:

74HC595, CD4035, CD4014, CD4022

• Đặc tính CD4015
• IC 4 bit kép có đầu vào dữ liệu nối tiếp và đầu ra dữ liệu song song. Thanh ghi dịch cps 8 flip flop master-slave.
• Hoạt động tĩnh với tần số xung nhịp 8,5Mhz ở 15V
• Dải điện áp hoạt động từ 3V đến 18V với tốc độ hoạt động trung bình
• Tiêu thụ điện năng thấp 80uA
• Tương thích chuẩn TLL
• Tần số xung clock tối đa là 12Mhz ở 10V

Các lựa chọn thay thế

• CD4014
• 74LS166

Nơi ứng dụng IC CD4015

Thường được sử dụng cho các ứng dụng điện áp cao vì IC có dải điện áp hoạt động rộng. Cũng có thể được sử dụng như bộ mở rộng I / O để có thể điều khiển nhiều đầu ra.

Còn được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu điều khiển nhiều đầu ra ở chế độ song song vì IC có 8 đầu ra dữ liệu song song. Có thể sử dụng trong bộ điều khiển LED.

Cách sử dụng IC CD4015

IC có hai thanh ghi dịch 4bit. Mỗi thanh ghi có đầu vào 4 bit riêng, chân reset và xung clock. Tín hiệu xung clock được cấp bởi tín hiệu PWM được tạo ra từ bộ định thời 555 hoặc các IC digital. Dưới đây là sơ đồ khối chức năng của IC:

Các chân 1 và 9 là đầu vào xung clock cấp tín hiệu không đổi và chỉ có 1 chân đầu vào dữ liệu. Tín hiệu ở đầu vào được xử lý ở bit đầu tiên khi có xung cạnh dương của xung clock.

Mỗi xung cạnh tích cực cao tiếp theo của xung clock, dữ liệu được dịch qua 1 bit. Chân còn lại có nhiệm vụ reset tất cả các giá trị đầu ra. Khi chân này ở mức logic cao, nó sẽ đặt các chân đầu ra về 0.

Chân reset thường được kết nối với mass của mạch. Bảng trạng thái cho biết trạng thái logic của thanh ghi được hiển thị bên dưới:

Mạch ví dụ

là IC thanh ghi dịch 4 bit kép có thể điều khiển 4 bit đầu ra sử dụng dữ liệu nối tiếp. Một thanh ghi sẽ có bốn đầu ra, một chân dữ liệu, một chân xung clock và một chân reset. Bây giờ chúng ta hãy xem một mạch mô phỏng ví dụ để hiểu nguyên lý hoạt động của IC.

• Trong mạch ví dụ này, chúng ta kết nối tín hiệu nối tiếp 0001 với chân đầu vào nối tiếp 15 (Chân D) và tín hiệu xung clock vào chân1.
• Có thể sử dụng Probestate trong proteus để xem trạng thái logic đầu ra từ chân Q0 đến Q3.
• Ngay sau khi cấp tín hiệu xung clock cho CD4015, dữ liệu sẽ bắt đầu được thay đổi ở các đầu ra.
• Vì dữ liệu đầu vào là 0001, nên 1 sẽ xuất hiện ở chân Q0 khi có xung cạnh dương thứ tư (sự thay đổi logic từ thấp đến cao lần thứ 4) của xung clock.

Mô phỏng Proteus CD4015

https://youtu.be/q5jr7samQzU

chúng ta đang sử dụng các trạng thái logic và probes logic trong proteus để mô phỏng. Chúng ta sẽ cấp tín hiệu xung clock và đầu vào dữ liệu nối tiếp thông qua các trạng thái logic.

Trong mô phỏng, Chúng ta sử dụng công tắc bật tắt để giả lập cấp một xung cạnh tích cực và kích hoạt dịch bit thanh ghi.

Sử dụng Probe trên phần mềm proteus để xem trạng thái đầu ra từ Q0 đến Q3.

Bây giờ có thể xem mô phỏng proteus hoạt động,

Đầu tiên kích logic 1 vào chân đầu vào dữ liệu nối tiếp, logic 1 sẽ được dịch khi có xung cạnh tích cực cao của xung clock, Bởi vì hoạt động ở chế độ dữ liệu nối tiếp, nên dữ liệu sẽ truyền theo từng bit.

Do đó, ở xung cạnh dương đầu tiên, chân Q0 sẽ có logic 1, ở xung cạnh dương thứ hai của xung clock, chân Q1 sẽ có logic 1, v.v.

Sau đó, cấp tín hiệu xung clock và xem đầu ra của thanh ghi dịch. Ngay sau khi cấp tín hiệu xung clock cho CD4015, dữ liệu sẽ bắt đầu thay đổi trên các chân đầu ra.

Bây giờ thay đổi đầu vào dữ liệu nối tiếp ở mức logic thấp (0) và cấp tín hiệu xung clock. Logic 0 sẽ xuất hiện trên chân Q0 và các chân khác sẽ xuất hiện tuần tự khi có các xung cạnh dương của xung clock,

Các ứng dụng

• Được sử dụng chuyển đổi dữ liệu nối tiếp sang dữ liệu song song vì có đầu vào nhận dữ liệu nối tiếp và đầu ra dữ liệu song song.
• Do có nhiều đầu ra nên được sử dụng trong các dự án điều khiển ma trận LED trong đó đèn LED được giao tiếp với các đầu ra.
• Còn được sử dụng trong các ứng dụng kết hợp xếp tầng nhiều IC CD4015.
• Các Cube project và bộ điều khiển mức logic cao cũng sử dụng vi mạch này
• Trong các đường truyền và chuyển đổi dữ liệu.

Sơ đồ 2D CD4015

>>> Mời anh em xem thêm

• IC 4 cổng logic OR CD4071
• IC đếm nhị phân 14 bit CD4020B
• Module hiển thị 4 Led 7 đoạn TM1637