Contador Johnson por Décadas con 10 Salidas CD4017BE DIP-16 CMOS CD4017

¿Qué es?

El CD4017BE es un circuito integrado secuencial digital monolítico de tecnología CMOS (Serie 4000B) que combina un contador Johnson de 5 etapas con una matriz decodificadora para entregar 10 salidas individuales decodificadas (Q0 a Q9) en encapsulado DIP-16. Por cada pulso de reloj aplicado a su entrada, avanza secuencialmente activando una sola salida a nivel alto (1 lógico) a la vez, manteniendo las 9 restantes en nivel bajo (0 lógico). Al alcanzar el décimo pulso, el ciclo se reinicia automáticamente o puede reiniciarse en cualquier cuenta intermedia mediante su pin de Reset (R). Gracias a su tecnología CMOS, trabaja en un rango amplio de voltaje de 3 V a 18 V DC con consumo estático prácticamente nulo y excelente inmunidad al ruido.

Especificaciones técnicas:

• Fabricante: Texas Instruments

• Modelo / Referencia: CD4017BE (CD4017 / CD4017B / HCF4017 / HEF4017)

• Tecnología / Familia lógica: CMOS Serie 4000B (salidas decodificadas completamente amortiguadas)

• Función lógica: Contador de décadas / Divisor de 5 etapas Johnson con 10 salidas decodificadas

• Cantidad de salidas decodificadas: 10 salidas independientes (Q0 a Q9, activas en nivel alto)

• Salida de acarreo (Carry Out / CARRY): 1 salida (Pin 12) para cascada directa (completa 1 ciclo por cada 10 pulsos)

• Entradas de reloj: 2 entradas (CLK activa en flanco de subida, y CLK ENABLE / INHIBIT activa en bajo)

• Entrada de reinicio (RESET): Asíncrona, activa en nivel alto (fuerza la salida Q0 a nivel alto inmediatamente)

• Encapsulado: DIP-16 plástico (Through-Hole para protoboard / PCB)

• Rango de voltaje de alimentación (VDD): 3.0 V a 18 V DC (recomendado: 5 V, 10 V o 15 V)

• Voltaje máximo absoluto de alimentación: -0.5 V a +20 V DC

• Pines de alimentación: Pin 16 (VDD / Positivo) y Pin 8 (VSS / Tierra / GND)

• Frecuencia máxima de reloj (fmax): Típica de 11 MHz a VDD = 10 V (5.5 MHz a 5 V)

• Consumo de corriente en reposo: Típicamente menor a 1 µA (ultrabajo consumo)

• Inmunidad al ruido: Típicamente el 45% de VDD

• Rango de temperatura de operación: -55°C a +125°C

¿Para qué sirve?

• Efectos luminosos clásicos: luces secuenciales tipo "Auto Fantástico" (Knight Rider), ruletas electrónicas y semáforos de demostración combinados con un temporizador NE555.

• Selectores de canales y secuenciadores de pasos para sintetizadores musicales y cajas de ritmos.

• Divisor de frecuencia compacto de 2 a 10 etapas mediante retroalimentación al pin de Reset.

• Activación secuencial temporizada de relés para encendido por etapas de equipos de alta potencia.

• Cerraduras electrónicas secuenciales por combinación de pulsadores.

• Prácticas académicas de electrónica digital y laboratorios de robótica educativa.

¿Qué problema te soluciona?

• Salidas 1 a 1 sin decodificador externo: A diferencia de los contadores binarios o BCD (como el 74LS90) que requieren decodificadores adicionales (como el 74LS47 o CD4511), el CD4017 activa directamente un pin individual para cada número del 0 al 9, ahorrando chips y espacio.

• Funciona directo con baterías de 9V y 12V: No requiere limitarse a los 5 V rígidos de la lógica TTL, operando sin problemas en fuentes automotrices de 12 V o baterías de 9 V sin necesidad de reguladores adicionales.

• Ciclo configurable a menos de 10 pasos: Si solo requieres contar hasta 4, 6 o cualquier número intermedio, basta con puentear esa salida específica al pin de Reset (Pin 15) para reiniciar la secuencia al instante.

• Consumo ultra bajo: Ideal para proyectos portátiles alimentados por batería donde se requiere funcionamiento continuo.

• Inserción limpia: Su formato Through-Hole DIP-16 se inserta directamente en protoboards, zócalos o placas PCB perforadas.

Preguntas frecuentes:

❓ ¿Cuáles son los pines de alimentación VDD y VSS del CD4017?

Utiliza la distribución estándar de 16 pines en las esquinas:

• Pin 16 = VDD (Alimentación positiva: +3 V a +18 V DC).

• Pin 8 = VSS (Tierra / Masa común / 0 V).

❓ ¿Cuáles son los pines de control (Clock, Clock Enable y Reset) y cómo se conectan para funcionamiento básico?

• Pin 14 (CLK / Reloj): Aplica la señal de pulsos (procedente de un 555, microcontrolador o pulsador con antirrebote). Avanza en cada flanco ascendente.

• Pin 13 (CLK ENABLE / Inhibit): Para que el contador avance, debe conectarse a VSS (GND / 0 V). Si se conecta a VDD (+V), congela la cuenta.

• Pin 15 (RESET): Debe conectarse a VSS (GND / 0 V) para funcionamiento normal. Un nivel alto (+VDD) reinicia la cuenta forzando la salida Q0 a encenderse.

❓ ¿Cómo se acorta la secuencia (por ejemplo, para una secuencia de solo 4 LEDs: 0 a 3)?

Basta con conectar la salida del paso siguiente deseado al pin de reinicio:

• Para contar 4 pasos (Q0, Q1, Q2, Q3), conecta la salida Q4 (Pin 10) directamente al pin RESET (Pin 15).

• En cuanto la cuenta intente encender Q4, el integrado se reinicia en nanosegundos retornando de inmediato a Q0.

❓ ¿Cuál es la secuencia completa de pines de las salidas del CD4017?

⚠️ Ten presente que las salidas físicas no están ordenadas correlativamente en el encapsulado:

• Salida 0 (Q0): Pin 3

• Salida 1 (Q1): Pin 2

• Salida 2 (Q2): Pin 4

• Salida 3 (Q3): Pin 7

• Salida 4 (Q4): Pin 10

• Salida 5 (Q5): Pin 1

• Salida 6 (Q6): Pin 5

• Salida 7 (Q7): Pin 6

• Salida 8 (Q8): Pin 9

• Salida 9 (Q9): Pin 11

❓ ¿Para qué sirve el pin 12 (Carry Out / CO)?

El pin 12 entrega un ciclo de trabajo del 50% dividido entre 10: se mantiene en nivel alto durante las cuentas 0 a 4 y pasa a nivel bajo durante las cuentas 5 a 9. Conectando el Pin 12 (Carry Out) a la entrada CLK (Pin 14) de un segundo CD4017, puedes encadenarlos en cascada para contar decenas (conteo hasta 20, 100 o más).