cd4013中文资料汇总（引脚图及功能_工作原理及方式_功能结构_参数_应用电路详解）

　　CD4013是CMOS双D触发器，内部集成了两个性能相同，引脚独立（电源共用）的D触发器，采用14引脚双列直插塑料封装，是目前设计开发电子电路的一种常用器件，它的使用相当灵活方便且易掌握，受到许多电子爱好者的喜爱。

　　CD4013引脚图及引脚功能

CD4013引脚图

　　1Q：逻辑正输出

　　1Q：逻辑负输出

　　1CP：时钟输入（低到高时钟触发沿有效）

　　1CD：异步复位输入（高电平有效）

　　1D：数据输入

　　1SD：异步置位输入（高电平有效）

　　VSS：系统地（0V）

　　2SD：异步置位输入（高电平有效）

　　2D：数据输入

　　2CD：异步复位输入（高电平有效）

　　2CP：时钟输入（低到高时钟触发沿有效）

　　2Q：逻辑负输出

　　2Q：逻辑正输出

　　VDD：系统电源

　　CD4013功能和结构

　　CD4013内部电路图

　　CD4013是一双D触发器，由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。

　　真值表

　　CD4013工作原理

　　逻辑电路图

　　设电路初始状态均在复位状态，Q1、Q2端均为低电平。当fi信号输入时，由于输入端异或门的作用（附表是异或门逻辑功能表），其输出还受到触发器IC2的Q2端的反馈控制（非门F2是增加的一级延迟门，A点波形与Q2相同）。在第1个fi时钟脉冲的上升沿作用下，触发器IC1、IC2均翻转。由于Q2端的反馈作用使得异或门输出一个很窄的正脉冲，宽度由两级D触发器和反相门的延时决定。当第1个fi脉冲下跳时，异或门输出又立即上跳，使IC1触发器再次翻转，而IC2触发器状态不变。这样在第1个输入时钟的半个周期内促使IC1触发器的时钟脉冲端CL1有一个完整周期的输入，但在以后的一个输入时钟的作用下，由于IC2触发器的Q2端为高电平，IC1触发器的时钟输入跟随fi信号（反相或同相）。本来IC1触发器输入两个完整的输入脉冲便可输出一个完整周期的脉冲，现在由于异或门及IC2触发器Q2端的反馈控制作用，在第1个fi脉冲的作用下得到一个周期的脉冲输出，所以实现了每输入一个半时钟脉冲，在IC1触发器的Q1端取得一个完整周期的输出。

　　CD4013主要参数

　　（1）极限参数：除非另有规定，Tamb=25℃，Vss = 0V

　　（2）推荐使用条件：

　　(3）电气特性

　　直流参数1：除非另有规定，Tamb=25℃，VSS=0V，VI = VSS 或 VDD

　　直流参数2：除非另有规定，VSS=0V，VI = VSS 或 VDD

 

　　交流参数：除非另有规定，Tamb=25℃， 输入 tr，tf = 20ns，CL = 50pF，RL = 20KΩ

　　CD4013工作方式

　　CD4013有四种基本方式，即数据锁存器，单稳态工作方式，无稳态工作方式和双稳态工作方式。

　　（1）数据锁存方式

　　图为D触发器数据锁存工作方式，也是它的基本功能。由图可见，在CP作用后（即上升沿），D端数被锁存到Q端。若将多个D触发器组合可构成多位数据锁存器或寄存器。

　　（2）单稳态工作方式

　　图为D触发器单稳态工作方式。在CP作用下，Q端由0跳到1，并通过R向电容C充电，当电容C上电压Vc上升门限电压VT（≈1/2VDD）时，触发器被强迫复位，Q端由1自动跳到0，同时，Vc通过二极管VD迅速放电，为下一周期的工作做好准备。

　　在单稳态工作方式中，Q端的0态为稳态，而1态称为暂稳态，tw为暂稳态宽度，由RC决定：tw=0.693RC。D触发器构成定时器消抖动电路都工作于单稳态方式。

　　（3）无稳态工作方式                                                            

              扩展阅读>>>>>>>>cd4013无稳态工作方式及无稳态电路应用

　　图为D触发器无稳态工作方式，也称为多谐振荡工作方式。其工作过程如下：假设D触发器的初态Q=1、Q=0，此时Q端通过R1向C1充电，当Vc1充至1/2Vcc时，D触发器复位，Q端由1变为0，而由Q由0变1，此时Q端通过R2向C2充电，当Vc2充至1/2Vcc时，D触发器被置位，Q=1Q=0，完成一个工作周期。之后将不断重复上述工作过程，形成多谐振荡。振荡周期T=0.693（R1C1+R2C2）=tw1+tw2，振荡频率f=1.433/（R1C1+R2C2），改变R1C1与R2C2即可调节振荡周期或频率，并可得到所需要的脉冲占空比。当R1=R2，C1=C2时，得到的是方波输出脉冲。

　　（4）双稳态工作方式

　　图为D触发器的双稳态工作方式。图中，D与Q相联，使得Qn+1=Qn。即每有一个CP作用，Q端状态与原来相反，也称为计数状态。

　　CD4013基础应用电路

　　n级位移寄存器

　　二进制环形加法器

　　改进的环形计数器

　　CD4013应用电路实例

　　（1）基于CD4013楼梯延时照明灯                                        
         详细电路分析>>>>>>>>cd4013楼梯延时照明灯的应用

　　电路如图所示。D触发器工作于单稳态方式，暂稳态宽度（即延时时间）tw≈30S。当按动SB时，Q输出30S的高电平，使VT饱和导通，J吸合，灯亮30S后自动熄灭。C3、VD2～VD4等构成电容降压半波整流稳压电路。VD1用1N4148，VD3和VD4用1N4007，VD2用12V/1W稳压二级管，C3用1uF/400V电容，VT用β》100的9013，J用12V微型继电器。

　　（2）基于CD4013模拟式电容量测量仪                          
         详细电路分析>>>>>>>>>基于cd4013模拟式电容量测量仪

　　电路如图所示。FF1接成无稳态电路，提供脉冲信号，FF2接成单稳态电路，其暂稳态时间tw与R3～R7及被测电容的容量CX呈线性关系。当R3～R7阻值固定，且电源电压不变时，在FF2的Q端输出与CX呈正比例的脉冲电压，由直流电流表（100μA）测得其平均值，通过刻度指示出CX的数值。

　　（3）基于CD4013方波发生器电路                          
          详细电路分析>>>>>>>>>>>cd4013产生的方波发生器电路

　　上图是采用CD4013构成的占空比为50%的可调频率方波发生器电路。CD4013中的FF1处于振荡状态。接通电源，S1=1，使Q1=1，Q1=0，Q1通过R2向C2充电。当R1=1时，FF1复位，Q1=0，Q1=1，C2通过二极管VD2向Q1放电，同时1通过R1向C1充电。当充到CP1为1时，FF1翻转，使Q1=1，Q1=0，C1通过二极管VD1向1放电，Q1通过R2又向C2充电。周而复始产生振荡。可通过改变R1和R2的阻值来调整振荡频率。FF2构成T触发器，FF1每振荡一个周期FF2翻转一次，这样FF2输出的高电平时间等于低电平时间，即等于FF1的振荡周期。注意的是，当用R1来调节输出频率时，R2C2的乘积应小;当用R2来调节输出频率时，R1C1的乘积应小，这样便于大范围地改变振荡频率。

　　（4）基于CD4013多媒体电脑音频线路输出双路转换器                          
       详细电路分析>>>>>>>>CD4013构成音频线路输出双路转换器

　　上图是采用CD4013构成音频线路输出双路转换器。电路中，FF1接成单稳态电路，FF2接成双稳态电路。三极管VT1等元件构成触摸电路，当人手指触及金属片M时，人体感应的交流信号的第一个负半轴使VT1工作在放大状态，其集电极输出高电平信号，送入FF1并使之翻转。每触摸一次，FF1输出一个规则的高电平脉冲，起到整形及消除摸时产生抖动的作用。输出脉冲宽度由R3、C2的值决定，约为0.7R3C2，按图中数据，脉冲宽度约为3.5秒，即每隔3.5秒可接受一次触摸。C1可以滤除一些瞬时干扰信号。

　　电路接通电源时，由C3R4组成的清零复位电路输出一个高电平脉冲加到FF2的复位端R2，使FF2复位，输出端Q2输出低电平，VT2截止，继电器J不动作，从声卡输入的左右两路声音信号分别经继电器J的两常闭触点J1和J2送到CZ1。同时另一输出端2输出高电平，点亮发光二极管LED1起指示作用。若用手触摸一下M，FF1输出一高电平脉冲，送入FF2，使之翻转，Q2跳为高电平，VT2饱和导通，J得电动作，常开触点J1和J2闭合，输入信号经常开触点转接到插座CZ2。同时LED2导通发光指示，而LED1由于Q2跳为低电平熄灭。若再触摸一下M，则电路又恢复为原来状态，信号又转接到CZ1。
         
               更多cd4013应用电路推荐>>>>>>>>>基于CD4013单键触发台灯的设计