CD4015引脚功能_工作原理_应用电路图

CD4015芯片是静态4级数据移位IC，由两个独立的移位寄存器组成，这两个移位寄存器提供串行输入/并行输出寄存器。换句话说，移位寄存器将串行数据转换为并行数据。

CD4015器件可以转换的数据是4位的，所有输入均受二极管和串联电阻保护，以防止静电放电。所有寄存器级均由D型主从触发器组成，具有独立的RESET和CLOCK输入。它提供16引脚封装，包括PDIP、GDIP、PDSO。

引脚配置

从引脚图可以看出，CD4015移位寄存器IC由16个引脚组成。蓝色表示寄存器B的引脚，绿色表示移位寄存器A的引脚，具体如下图所示：

引脚功能配置说明如下：

功能特性

• 具有串行输入和并行输出的双4位IC由8个主从触发器组成的移位寄存器。
• 15V时的时钟频率为8.5Mhz全静态操作
• 工作电压范围为3V至18V，中速运行
• 消耗80uA的低功耗
• TTL兼容
• 10V时的最大时钟频率为 12Mhz

其它替代和等效移位寄存器包括74HC595、CD4035、CD4014、CD4022；备选方案有74LS166。

工作原理

CD4015由两个4级移位寄存器组成，每个寄存器都有自己的4位输入、一个RESET引脚和一个时钟。时钟信号由555定时器或任何其它数字IC生成的PWM信号提供，以下是IC的功能框图：

引脚1和9是提供恒定信号的时钟输入，它只有1个数据输入引脚。此输入端的数据值在时钟的上升沿传输到第一个寄存器级。在时钟的每个正跳变中，该数据都会移动一个阶段。其余引脚负责重置所有输出值。当此引脚为高电平时，它会重置输出引脚。复位引脚通常连接到电路的地。显示时钟正向转换后寄存器状态的真值表如下表所示：

在典型示例电路当中，可以使用最流行的CD4015移位寄存器。它是一个双4位移位寄存器，可以使用串行数据控制输出端的4位，也称为串行输入并行输出寄存器。一个寄存器将有四个输出、一个数据引脚、一个时钟引脚和一个复位引脚。下面是一个示例仿真电路部分，可以了解该芯片的实际工作原理。

• 在这个示例电路中，将串行数据0001连接到串行输入引脚15（引脚D），并将时钟信号连接到引脚1。
• 可以使用proteus的Probestate查看引脚Q0-Q3的输出。
• 只要向CD4015施加时钟信号，数据就会开始在输出引脚上移动。
• 由于输入数据为0001，因此在正时钟周期的第四个边沿，Q0上将出现1。

CD4015 Proteus模拟电路

• 出于仿真目的，这里使用了proteus的逻辑状态和逻辑探针，将通过这些逻辑状态提供时钟信号和串行数据输入。
• 出于模拟目的，将使用拨动开关提供上升沿。因为，从零切换到一，将提供一个上升沿，以移位寄存器。
• 另外可以使用proteus的Probe状态来查看Q0到Q3的输出。
• 接下来就可以看看proteus模拟工作。
• 首先使串行数据输入引脚逻辑高电平，也就是说，逻辑1会在时钟周期的每个上升沿传输到每一级，因为在串行模式下，数据是逐位传输的。
• 因此，在时钟的第一个上升沿，引脚Q0变为1，在时钟的第二个上升沿，引脚Q1变为高电平，依此类推。
• 之后，应用时钟信号并查看移位寄存器的输出。如上所见，只要我们向CD4015施加时钟信号，数据就会开始在输出引脚上移动。
• 现在将串行数据输入更改为逻辑低电平。
• 最后，应用时钟信号，逻辑零出现在引脚Q0和其他引脚上依次出现在时钟的每个上升沿。

主要应用

CD4015通常用于高压应用，因为它具有较宽的工作电压范围。它还可以用作I/O扩展器来控制多个输出。它具有8个并行输出，可用于需要以并行模式控制多个输出的应用。由于其大量输出，你可以使用该IC扩展I/ 能力。而且可以将其用于LED追光器和LED驱动器。一些比较常见的应用包括：

• 由于它具有串行输入和并行数据输出，因此可用于串行到并行数据转换。
• 由于其多个输出，它用于LED矩阵项目，其中LED与输出接口。
• 它可以通过连接多个CD4015 IC用于级联应用。
• Cube Projects和High logic level controller也使用这个IC。
• 在用于传输和转换数据的通信线路中。

封装设计参数

总结

CD4015是一款集成电路芯片，属于CMOS逻辑系列。它是一个双4位静态移位寄存器，可用于在数字电路中实现数据移位和存储功能。它采用CMOS技术，具有低功耗、宽电压工作范围和良好的抗干扰性能。

CD4015集成了两个独立的4位静态移位寄存器，每个寄存器有一个时钟输入（Clock）和两个数据输入（Serial Data A和Serial Data B）。它可以通过时钟输入控制数据的移位和存储操作。

CD4015的应用广泛，特别适用于数字电路中需要进行数据移位、存储和时序控制的场景。它可以用于数字通信、计数器、时钟电路、数据处理等各种应用中。在数字系统设计中，CD4015是一种常见和实用的集成电路。