IC đếm nhị phân 14 bit CD4020B

04/08/23

Chuyên mục: Kiến Thức Chung

IC CD4020B là bộ đếm / bộ chia nhị phân 14 bit theo chuẩn logic CMOS thuộc dòng mạch tích hợp CD4000. IC đếm nhị phân có các flip-flop Master-Slave với 14 đầu ra được đệm dữ liệu, một chân Reset chung và chân đầu vào xung clock.

Không giống như các IC bộ đếm khác, quá trình chuyển đổi tín hiệu của nó xảy ra khi xung clock có xung cạnh tích cực thấp. Có dải nhiệt độ hoạt động rộng từ -55°C đến +125°C. CD4020 có các package PDIP, CDIP, SOIC, TSSOP 16 chân.

Sơ đồ chân bộ đếm nhị phân CD4020B

Không có đầu ra chân Q2 và Q3, chỉ có các chân Q1, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8, Q9, Q10, Q11, Q12, Q13, Q14 có đầu ra nhị phân phụ thuộc vào thời điểm đạt (Sẽ thấy biết này trong các phần sau của bài viết này). Dưới đây là sơ đồ chân của IC.

Sơ đồ chân bộ đếm nhị phân CD4020B

Chi tiết cấu hình chân

CD4020B có 16 chân. Trong đó có 12 chân là chân đầu ra được giải mã nhị phân, một chân xung clock và một chân reset.

Số chân	Tên chân	Mô tả
10	Clock	Chân cấp xung clock cho IC.
11	Reset	Chân đầu vào reset để đặt lại giá trị bộ đếm.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 12, 13, 14, 15	OUTPUT Q1, Q4, Q5, Q6, Q7, Q8, Q9, Q10, Q11, Q12, Q13, Q1	Các tín hiệu đầu ra đệm tín hiệu.
8	Ground ()	Chân nối nguồn điện âm hoặc nối mass của mạch.
16	Vdd	Chân cấp nguồn điện dương.

Các đặc tính CD4020B

Đầu vào và đầu ra được đệm dữ liệu
Giá trị đếm từ 0 đến 16383 (Trong hệ thập phân)
Xung đầu vào kích hoạt Schmitt cho phép thời gian tăng và giảm không giới hạn
Hoạt động tĩnh với tốc độ trung bình thường là 8MHz tại 10V
Dải điện áp hoạt động: 3V đến 18V
Khả năng chống nhiễu cao 0,45
Có chân Reset chung
Loại điện áp cao (Ở mức 20V)
Tần số xung nhịp tối đa: 3,5MHz ở 5V
Độ trễ lan truyền: 140ns ở 5V

Các lựa chọn thay thế

CD4040, CD4060, CD4022, CD4026, CD4020, CD40103, CD4017, 74LS90, 74LS93

Nơi ứng dụng CD4020

IC thích hợp sử dụng cho các ứng dụng liên quan đến thời gian yêu cầu công suất thấp và dải cung cấp điện áp rộng. Vì là bộ đếm nhị phân có dải giá trị đếm từ 0 đến 16383 (Tính theo số thập phân). Nó rất hữu ích trong việc tạo độ trễ thời gian và chia tần số.

Cách sử dụng CD4020

IC CD4020BB đếm xung clock đầu vào và xuất tín hiệu ra các chân đầu ra ở dạng nhị phân. IC có thiết kế mạch đơn giản hơn do tăng số chân và rất dễ sử dụng.

Tín hiệu xung clock không đổi liên tục được tạo ra ở chân 10 từ timer 555 hoặc các IC logic digital. Chân 8 được nối với mass của mạch và chân 16 với nguồn điện dương.

Cách sử dụng CD4020

Khi có xung cạnh tích cực thấp (thay đổi trạng thái từ logic cao xuống thấp) của xung clock, thì giá trị của bộ đếm được tăng thêm 1.

Có thể thấy sự thay đổi giá trị này bằng cách kết nối các chân đầu ra với đèn LED. Chân reset được sử dụng để đặt giá trị bộ đếm về 0. Tín hiệu đầu vào mức logic cao ở chân reset sẽ đặt lại giá trị bộ đếm.

Chân này thường được kết nối với mass. Bảng trạng thái bên dưới cho biết chức năng của chân reset và xung clock.

CLOCK	RESET	OUTPUT
Xung cạnh tích cực cao	0	Không thay đổi giá trị bộ đếm
Xung cạnh tích cực thấp	0	Giá trị bộ đếm tăng lên 1
X	1	Tất cả các đầu ra được đặt về trạng thái logic 0.

Sau khi kết nối tất cả các chân, hãy bật nguồn điện.

Biểu đồ thời gian

Biểu đồ thời gian được hiển thị bên dưới cho biết tác động của tín hiệu xung clock lên 12 chân đầu ra. Như bạn có thể thấy từ biểu đồ thời gian, khoảng thời gian mà một chân lên mức logic cao, phụ thuộc vào tần số xung clock. Chúng ta có thể tính thời gian này theo công thức sau:

Time period = 2 ^ n / f

Trong đó f là tần số của đầu vào xung clock và n là số chân của đầu ra. Ví dụ, đối với chân Q12 thì n = 12.

Biểu đồ thời gian

Khi bộ đếm CD4020 đạt đến giá trị lớn nhất, nó sẽ tự động reset và bắt đầu đếm lại từ 0. Để đếm số thập phân cao hơn, bạn có thể ghép nhiều IC lại với nhau theo yêu cầu ứng dụng của bạn.