MC14553引脚图及作用详解

MC14553是一款由Motorola（现NXP）公司生产的3位BCD（Binary-Coded Decimal，二进制编码十进制）计数器集成电路，广泛应用于数字仪表、时钟显示、计数器等电子设备中。其内部集成了三个负边沿触发的BCD计数器，这些计数器以同步方式级联，每个计数器输出端都配备了一个四位锁存器，通过锁存使能端（LE）控制计数结果的储存或传送。此外，MC14553还具备输出锁存、多路复用器、扫描振荡器等功能，能够简化计数电路的逻辑设计，节省译码器使用。以下将详细介绍MC14553的引脚图及其各引脚的作用。

一、MC14553引脚图概述

MC14553采用16引脚DIP（Dual In-line Package，双列直插式封装）或SOP（Small Outline Package，小外形封装）封装形式。其引脚排列紧凑，功能多样，各引脚在计数器的正常工作中发挥着不可或缺的作用。以下是MC14553的引脚图概述（由于无法直接展示图形，以下以文字形式描述各引脚位置）：

MC14553的16个引脚分为两排，每排8个引脚。从左上角开始，按逆时针方向依次为引脚1至引脚16。各引脚的具体功能将在下文中详细介绍。

二、MC14553各引脚作用详解

1. 引脚1（DS2）：个位数字选择输出

DS2是MC14553的个位数字选择输出端，低电平有效。当DS2为低电平时，多路复用器选择个位计数器的输出（Q0-Q3）作为当前显示的数字。此时，个位数码管被点亮，显示个位计数器的计数值。DS2的输出波形为方波，其频率与扫描振荡器的频率相关，通过调整外接电容可以改变扫描频率，从而影响数码管的显示稳定性。

2. 引脚2（DS1）：十位数字选择输出

DS1是MC14553的十位数字选择输出端，同样低电平有效。当DS1为低电平时，多路复用器选择十位计数器的输出作为当前显示的数字。此时，十位数码管被点亮，显示十位计数器的计数值。DS1与DS2、DS3（引脚15）配合，形成动态扫描显示方式。由于人眼的视觉残留效应，当扫描频率足够高时，三位数码管看起来是同时点亮的，从而显示出稳定的数字。

3. 引脚3（CIB）与引脚4（CIA）：扫描振荡器外接电容端

CIB和CIA是MC14553内部扫描振荡器的外接电容端。扫描振荡器用于产生扫描时钟脉冲，驱动多路复用器完成分时输出。通过调整外接在CIB和CIA之间的电容值，可以改变扫描振荡器的频率，从而影响数码管的扫描频率和显示稳定性。一般来说，电容值越小，扫描频率越高，显示画面越稳定；反之，扫描频率越低，数码管可能出现闪烁现象。

4. 引脚5（Q3）、引脚6（Q2）、引脚7（Q1）、引脚9（Q0）：BCD码输出端

Q0-Q3是MC14553的BCD码输出端，用于输出当前计数器的计数值。每个计数器（个位、十位、百位）都有一组独立的BCD码输出端。当计数器计数时，Q0-Q3的输出状态会随着计数值的变化而变化。例如，当计数值为5时，Q2和Q0为高电平，Q3和Q1为低电平（即二进制0101，对应十进制5）。这些BCD码输出端需要连接到译码器（如CD4543）进行译码，然后驱动数码管显示相应的数字。

5. 引脚10（LE）：锁存使能端

LE是MC14553的锁存使能端，用于控制计数结果的储存或传送。当LE为低电平时，计数器允许BCD码输入，即计数器正常计数；当LE为高电平时，计数器锁存当前的BCD码值，即停止计数并保持当前计数值不变。这一功能在需要稳定显示计数结果或进行数据传输时非常有用。例如，在测量电容容量的电路中，当测量完成后，可以通过将LE置为高电平来锁存当前的计数值，以便进行后续的显示或处理。

6. 引脚11（INH）：计数脉冲输入端

INH是MC14553的计数脉冲输入端，用于接收来自外部电路的计数脉冲。当INH端接收到上升沿脉冲时，计数器会进行加1计数。最大计数为999（对于三位计数器而言），当计数值达到999后，如果继续输入计数脉冲，计数器会溢出并回到000重新开始计数。此外，当INH端为高电平时，计数器停止计数；当INH端为低电平时，计数器开始计数。这一功能使得MC14553能够灵活地控制计数过程，适应不同的应用场景。

7. 引脚12（CLK）：时钟输入端（部分资料中称为CL）

CLK是MC14553的时钟输入端，用于接收外部时钟信号或来自其他电路的脉冲信号。在某些应用中，CLK端可以与INH端配合使用，实现更复杂的计数控制功能。例如，可以通过将CLK端连接到外部振荡器产生的时钟信号上，使计数器按照固定的频率进行计数；或者将CLK端连接到其他电路的输出端，实现异步计数或级联计数等功能。不过，需要注意的是，在大多数应用中，CLK端可能并不直接使用，而是依靠INH端的脉冲输入进行计数。

8. 引脚13（R）：计数器清零端

R是MC14553的计数器清零端，用于将计数器复位到初始状态（即000）。当R端为高电平时，计数器保持当前计数值不变；当R端接收到一个上升沿脉冲（或直接将R端置为高电平并保持一段时间后拉低）时，计数器会被清零。这一功能在需要重新开始计数或消除计数误差时非常有用。例如，在测量电容容量的电路中，每次测量前都需要将计数器清零，以确保测量结果的准确性。

9. 引脚14（OF）：溢出端

OF是MC14553的溢出端，用于指示计数器是否发生溢出。当计数器的计数值从999变为000时（即输入第1000个计数脉冲时），OF端会输出一个正脉冲信号。这一功能在需要检测计数器是否达到最大计数值或进行级联计数时非常有用。例如，在需要测量较大范围的电容容量时，可以通过将多个MC14553级联使用，并利用OF端输出的溢出信号来触发下一级计数器的计数过程。

10. 引脚15（DS3）：百位数字选择输出

DS3是MC14553的百位数字选择输出端，低电平有效。当DS3为低电平时，多路复用器选择百位计数器的输出作为当前显示的数字。此时，百位数码管被点亮，显示百位计数器的计数值。DS3与DS1、DS2配合，共同完成三位数码管的动态扫描显示功能。

11. 引脚16（Vdd）：电源正极

Vdd是MC14553的电源正极输入端，用于连接外部电源的正极。MC14553的工作电压范围为5V至15V（具体取决于型号和制造商），在实际应用中需要根据电路要求选择合适的电源电压。同时，为了确保电路的稳定性和可靠性，还需要在电源输入端加入适当的去耦电容以滤除电源噪声。

12. 引脚8（Vss）：电源负极（接地端）

Vss是MC14553的电源负极输入端（即接地端），用于连接外部电源的负极或电路的地线。在电路设计中，需要确保Vss端与电路中的其他接地端良好连接，以避免因接地不良导致的电路故障或噪声干扰。

三、MC14553的工作原理及应用示例

1. 工作原理

MC14553的工作原理主要基于其内部的三个负边沿触发的BCD计数器、锁存器、多路复用器以及扫描振荡器等组件的协同工作。当INH端接收到计数脉冲时，计数器会进行加1计数；当LE端为低电平时，计数器允许BCD码输入；当LE端为高电平时，计数器锁存当前的BCD码值。同时，扫描振荡器产生的扫描时钟脉冲会驱动多路复用器进行分时输出，使DS1-DS3依次输出低电平信号，从而点亮对应的数码管并显示相应的数字。由于人眼的视觉残留效应和数码管的余辉效应，三位数码管看起来是同时点亮的，从而显示出稳定的数字。

2. 应用示例：数显电容计

MC14553在数显电容计中的应用是一个典型的示例。在该电路中，MC14553作为核心计数器，用于对来自电容-频率转换电路的脉冲信号进行计数。电容-频率转换电路将待测电容的容量转换为与之成反比的振荡脉冲频率，然后输入到MC14553的INH端进行计数。计数结果以BCD码的形式从Q0-Q3输出，并连接到译码器（如CD4543）进行译码。译码后的信号驱动三位数码管显示待测电容的容量值。同时，通过调整外接在CIB和CIA之间的电容值，可以改变扫描频率，从而优化数码管的显示稳定性。此外，还可以通过控制LE端和R端来实现计数结果的锁存和计数器的清零等功能。