江西省电子专题大赛考点讲解一:CD4013
CD4013_雙上升沿D觸發器
【芯片引腳圖】
圖CD4013-1 CD4013芯片引腳圖
1D、2D:數據輸入端
1CP、2CP:時鐘輸入端1Q、2Q:原碼輸出端1 /Q、2 /Q:反碼輸出端
1SD、2SD:直接置位端
1RD、2RD:直接復位端
VDD:電源正
VSS:地
【芯片功能概述】
表CD4013-2 CD4013芯片真值表
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | D |
| 1 | 1 | X |
| CD4013有兩個D觸發器,一個D觸發器有6個端子:2個輸出,4個控制。4個控制分別是R、S、CP、D。 | ||
| 1)R和S不能同時為高電平。 | ||
| 2)當R為1、S為0時,輸出Q一定為0,因此R可稱為復位端。 | ||
| 3)當S為1、R為0時,輸出Q一定為1。 | ||
| 4)當R、S均為0時,Q在CP端有脈沖上升沿到來時動作,具體是Q=D,即若D為1則Q也為1,若D為0則Q也為0。 |
【芯片實例講解】
實例一:一位編碼器
圖CD4013-3 CD4013之實例一:一位編碼器
如圖CD4013-3所示,該電路可以完成生活中的燈控開關的功能。電路上電后,按下奇次按鍵,LED點亮;按下偶次按鍵,LED熄滅。
該電路也可理解為一位編碼器的構成。
表CD4013-4 CD4013構成的一位編碼器的真值表
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 2n(n為整數) | 1 | 0 |
| 2n+1(n為整數) | 0 | 1 |
該電路可以進行升級改造。
1)在R接口增加一個上電復位電路(1–>0),此操作可以確保電路的上電時序正確。
2)在實際電路中,按鍵上可以添加一個消抖電容,以增強電路的穩定性能。
3)若Q接口接較高功率的負載,那么可以考慮采用三極管進行括流。
實例二:兩位編碼器及多位編碼器
如圖CD4013-5所示,該電路是實例一中電路的級聯,即該電路為兩位編碼器。在該電路中,前級的D接口連接后級的CLK接口,在兩個D觸發器的R接口都連接有上電復位電路。
故通過按下按鍵,Q2&Q1端口分別輸出00、01、10、11、00…
該電路也可以進行升級改造。
圖CD4013-5 CD4013之實例二:兩位編碼器
1)在實際電路中,按鍵上可以添加一個消抖電容,以增強電路的穩定性能。2)若Q接口接較高功率的負載,那么可以考慮采用三極管進行括流。
根據上述規律,我們可以通過子電路的多級級聯得到相應階次的編碼器。
【芯片真題考察】
1)2018年省賽中,考察點為實例二。
2)2019年省賽中,利用CD4013作為消抖芯片,實屬雞肋,可直接在按鍵兩側防止消抖電容。
總結
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