使用CD4017十位元計算器

之前製作計算器都是使用 Arduino 再透過 LED 等顯示器
但每次都要使用微控制器再編寫程式又有點累贅
因此想尋找一些方法只需要接駁線路便可以簡單地計算數值

• CD4017
• 引腳
• 訊號
• 線路配置
• 效果
• 連續線路
• 總結
• 參考資料

CD4017

CD4017 是一種 十位元計算器，但每支輸出引腳都是獨立輸出

CD4017晶片 的 正面

CD4017晶片 的 背面

引腳

CD4017 使用 雙列直插封裝 (Dual In-line Package (DIP)) ，共有 16支引腳

後	16	15	14	13	12	11	10	9
前	1	2	3	4	5	6	7	8
用途	VCC	RST	CLK	EN	CO	OUT9	OUT4	OUT8
	OUT5	OUT1	OUT0	OUT2	OUT6	OUT7	OUT3	GND

編號	引腳	方向	用途
1	OUT5	輸出	第5 輸出 當計算器數值為 5 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
2	OUT2	輸出	第2 輸出 當計算器數值為 2 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
3	OUT0	輸出	第0 輸出 當計算器數值為 0 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
4	OUT2	輸出	第2 輸出 當計算器數值為 2 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
5	OUT6	輸出	第6 輸出 當計算器數值為 6 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
6	OUT7	輸出	第7 輸出 當計算器數值為 7 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
7	OUT3	輸出	第3 輸出 當計算器數值為 3 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
8	GND		接地
9	OUT8	輸出	第8 輸出 當計算器數值為 8 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
10	OUT4	輸出	第4 輸出 當計算器數值為 4 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
11	OUT9	輸出	第9 輸出 當計算器數值為 9 時，此引腳為高電壓，以外為低電壓
12	CO	輸出	當計算器數值為 0 至 4 ，輸出高電壓 當計算器數值為 5 至 9 ，輸出低電壓
13	EN	輸入	當電壓為低，讓 CD4017 運作
14	CLK	輸入	當電壓由低至高，會將計算器數值加 1 當計算器數值為 9 時加 1 會回到 0
15	RST	輸入	當電壓由高至低，會將計算器數值重設到 0
16	VCC		電源 (接受 3V 至 15V)

引腳	初始化	10位元週期
		第0位元		第1位元		第2位元		第3位元		第4位元		第5位元		第6位元		第7位元		第8位元		第9位元
EN	高	低
RST	高	低
CLK		低	高	低	高	低	高	低	高	低	高	低	高	低	高	低	高	低	高	低	高
CO		高										低
OUT0		高		低		低		低		低		低		低		低		低		低
OUT1		低		高		低		低		低		低		低		低		低		低
OUT2		低		低		高		低		低		低		低		低		低		低
OUT3		低		低		低		高		低		低		低		低		低		低
OUT4		低		低		低		低		高		低		低		低		低		低
OUT5		低		低		低		低		低		高		低		低		低		低
OUT6		低		低		低		低		低		低		高		低		低		低
OUT7		低		低		低		低		低		低		低		高		低		低
OUT8		低		低		低		低		低		低		低		低		高		低
OUT9		低		低		低		低		低		低		低		低		低		高

訊號波紋時序圖

線路配置

線路設計

將 CD4017 安裝到 麵包板

10位 LED燈排 安裝到 麵包板

將 LED燈排 的 負極全部連接
(因為在下沒有足夠的短接駁線，才這樣接駁)

CD4017 的

• VCC 接駁到 電源
• GND 、 EN 及 RST 接駁到 接地

CD4017 的 OUT0 至 OUT9 分別順序接駁到 LED燈排 的 正極

220Ω 電阻 接駁 LED燈排 及 接地

DM1微開關掣
這種微開關掣有3支引腳

• 共用：目標訊號引腳
• 關閉：電源
• 開啟：接地

可以簡單地送出電源或接地訊號給目標裝置的訊號引腳

固定用的金屬線

因為在下購買的 DM1微開關掣 引腳太短，所以使用金屬線固定在麵包板

線路原型

效果

測試結果

測試累加

測試重設

連續線路

1粒 CD4017 可以表達 0 至 9 的數值資料
2粒 便可以表達 0 至 99 的數值資料
3粒 便可以表達 0 至 999 的數值資料……

連續線路的原型設計
接駁方法只需要將 第一位值的 CD4017 的 OUT0引腳 連接到 第2位值的 CD4017 的 SCK引腳
便會令 第一位值的 CD4017的 計算器為 0 時，將第二位值的 計算器 累加
但有機會因為初始似時 計算器 的內容就是 0 ，令第二位值累加
所以初始時，最好先執行 RST引腳 重設所有累加，避免出錯

使用 Arduino Sketch 測試
(原型設計最後與在下的實際線路有些微不同，在下將 2粒 CD4017 的 RST 都額外連接到 Arduino 方便執行重設)

const byte RST = A1;
const byte CLK = A0;

void setup() {
    pinMode(RST, OUTPUT);
    pinMode(CLK, OUTPUT);
    digitalWrite(RST, HIGH);
    digitalWrite(RST, LOW);
}

void loop() {
    digitalWrite(RST, LOW);
    digitalWrite(RST, HIGH);
    delay(100);
}

亦可以不使用微控制器運作，原理亦相同

總結

CD4017 計算器累加功能，可以製作簡單的計算器
只需要線路接駁 CD4017 不需要編程，便可以應用

參考資料

• CD4017 Datasheet
• DM* Series Datasheet