IC 4017 Dekadenzähler: Kompletter Anfängerleitfaden

Was ist der IC 4017?

Der IC 4017 ist ein CMOS-Dekadenzähler, der sich hervorragend für Zählanwendungen im niedrigen Bereich eignet.

CMOS-Inverter

Als elektronische Schaltung kann der IC 4017 von 0 bis 9 (10) zählen. Daher der Name „Dekadenzähler“. Zudem liegen die Ausgänge dieses Bausteins in dekodierter Form vor.

Der Baustein verfügt über zehn Ausgänge, die nacheinander auf einen hohen Pegel geschaltet werden, wenn ein hoher Taktsignal-Impuls anliegt. Dieser Taktimpuls wird am Clock-Eingang des IC 4017 angelegt.

Anders ausgedrückt: Alle zehn Ausgänge durchlaufen von Anfang bis Ende eine sequenzielle High-Pegel-Ausgabe. Dies geschieht als Reaktion auf die zehn Taktsignale, die am Eingangspin empfangen werden. Der IC 4017 zählt und teilt den Eingangstakt durch zehn.

Integrierte Schaltungen mit 17 Pins isoliert

Darüber hinaus eignet sich der Baustein hervorragend für LED-Projekte. Daher nutzen Einsteiger häufig diese LED-basierte Schaltung zur Lichtsteuerung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der IC 4017 einer der flexibelsten Zählerbausteine ist. Er ist einfach aufzubauen und vereint Zähler und Dekoder in einem Gehäuse.

Welche Merkmale hat der IC 4017?

Hier sind die wichtigsten Eigenschaften des IC 4017:

• Versorgungsspannung: 3 V – 15 V
• Kompatibel mit Transistor-Transistor-Logik (TTL)
• Maximale Taktrate: 5 MHz
• Einsatzbereiche: Elektronische Geräte, Alarmanlagen, Kfz-Elektronik, elektronische Messgeräte

IC 4017 – Pin-Belegung und Beschreibung

Der IC 4017 besitzt 16 Pins mit unterschiedlichen Funktionen. Zehn Pins dienen als Ausgänge, die restlichen sechs als Eingänge.

Integrierte Schaltung mit 16 Pins

Im Folgenden werden die Funktionen der einzelnen Pins detailliert beschrieben:

Ausgangspins des IC 4017 (Pin 1–7 & 9–11)

Die Ausgangspins sind Pin 1–7 und 9–11. Diese schalten nacheinander auf High-Pegel. Für jeden Taktsignal-Impuls wechselt der High-Pegel sequenziell zum nächsten Pin.

8-Pin-integrierte Schaltungen

Enable-Pin / Clock Inhibit (Pin 13)

Der Enable-Pin aktiviert den IC 4017, wenn er auf Low-Pegel liegt.

Integrierte Schaltungen mit 28 Pins

Um den Baustein zu deaktivieren, wird der Pin auf High-Pegel gelegt. In diesem Zustand werden alle Taktsignale ignoriert. Für den normalen Betrieb muss der Pin an Ground (Low) angeschlossen sein.

Clock-Pin (Pin 14)

Das Taktsignal an Pin 14 steuert die sequenzielle Ausgabe.

Beim ersten Taktimpuls geht Pin 3 auf Low, Pin 2 auf High beim nächsten Impuls – so bildet sich die Sequenz.

Wichtig: Wenn kein Taktsignal anliegt, muss der Eingang an eine definierte Spannung (Plus oder Minus) gelegt werden. Der Clock-Eingang reagiert nur auf positive Flanken (positive Spannung/Taktsignal).

Reset-Pin (Pin 15)

Pin 15 setzt die Ausgangssequenz zurück, sobald der Zählerstand 10 erreicht. Die Sequenz beginnt dann wieder von vorne.

Für den normalen Betrieb muss der Reset-Pin an Ground (Low) gelegt werden.

Warum muss Pin 15 auf Ground liegen?

Die Sequenzierung und der Reset funktionieren nur, wenn Pin 15 auf Low-Pegel (Ground) gehalten wird. Bei High-Pegel bleibt der Zähler in einem undefinierten Zustand und die Sequenz läuft nicht ab.

Ground- & Supply-Pin (Pin 8 & 16)

Pin 8 ist der Masseanschluss (Ground) – Anschluss an negative Versorgungsspannung. Pin 16 ist der Versorgungsanschluss (V_DD) – Anschluss an positive Versorgungsspannung.

Carry-Out-Pin (Pin 12)

Pin 12 liefert ein Carry-Out-Signal, das nach jedem vollständigen Zyklus (10 Takte) einen Impuls ausgibt. Er dient zum Kaskadieren mehrerer IC 4017.

Wie funktioniert der IC 4017?

Hier ist der Ablauf verständlich erklärt:

Wird eine Frequenz von 10 Hz an Pin 14 angelegt, wird diese auf die zehn Ausgänge aufgeteilt. Jeder Ausgang schaltet dann einmal pro Sekunde ein und aus.

Jeder Ausgang verfügt über einen internen Puffer, der LEDs direkt ansteuern kann – ohne externe Treiberstufen.

Neben den Ausgängen sind die Reset- und Clock-Enable-Pins (Pin 13, 15) entscheidend. Als Steuereingänge müssen sie fest auf High oder Low gelegt werden.

4-Pin-integrierte Schaltung auf PCB montiert

Kaskadierung von IC 4017-Zählern

Mehrere IC 4017 lassen sich kaskadieren, um den Zählbereich zu erweitern.

Typischerweise wird der Carry-Out-Pin (12) des ersten Bausteins mit dem Clock-Eingang (14) des nächsten verbunden. Reset- und Clock-Inhibit-Pins aller Bausteine werden auf Ground gelegt. So entsteht ein Zähler mit erweiterter Reichweite (z. B. 0–99 mit zwei Bausteinen).

Anwendungsbereiche des IC 4017

Industrielle integrierte Schaltung

Typische Anwendungen umfassen:

• LED-Lauflichtschaltungen
• Frequenzteiler
• Dekadenzähler
• Binärzähler
• Lichtsteuerung (Light Chaser)
• Fernbediente Schalter
• Matrix-Ansteuerung
• Touch-Ein/Aus-Schalter
• Kfz-Elektronik
• Medizinische Messtechnik
• Zählanwendungen aller Art

Beispielschaltung: Lauflicht mit LEDs

Integrierte Schaltung mit 28 Pins auf Platine

Der IC 4017 eignet sich hervorragend für LED-Anwendungen. Hier ein klassisches Beispiel:

Lauflicht-Effekt (Circling LEDs)

Diese Schaltung lässt bis zu 8 LEDs nacheinander aufleuchten – ein klassischer „Lauflicht“-Effekt.

LED-Beleuchtung mit Lauflicht-Effekt

Funktionsweise:

Ein NE555-Timer im astabilen Modus erzeugt ca. 14 Hz Taktsignal. Dieser Takt wird an Pin 14 des IC 4017 geführt. Bei jedem Taktimpuls schaltet der Zähler den nächsten Ausgang auf High. Die LEDs leuchten somit nacheinander auf. Bei Zählstand 0 ist Pin 3 High → LED 1 leuchtet, alle anderen sind aus. Der Vorgang wiederholt sich zyklisch.

Zusammenfassung

Das war der vollständige Überblick über den IC 4017. Ergänzend: „Logik High“ bedeutet positive Versorgungsspannung, „Logik Low“ negative (Ground).

Der IC 4017 ist die ideale Wahl für jedes Projekt, das bis 10 zählen muss.

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