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邏輯檢測器的設計與製作

admin @ 2014-03-15 , reply:0

概述

邏輯檢測器在數字電路的試驗與製作中是一件非常實用的小儀器,雖然市售有各種邏輯測試筆,但因其電路簡單,成本很低,更適合自製。數字電路的邏輯電平一般具有“三態”,即高電平H(&ld……

邏輯檢測器在數字電路的試驗與製作中是一件非常實用的小儀器,雖然市售有各種邏輯測試筆,但因其電路簡單,成本很低,更適合自製。
數字電路的邏輯電平一般具有“三態”,即高電平H(“1”)、低電平L(“0”)、高阻貳Z三種狀態。利用邏輯檢測器對三態狀況的檢測,可以判定數字電路的工作狀態,以及印刷電路板上斷線、短路、接觸不良等所造成的高、低電平不能確定的狀態,而這些故障有時用萬用表或示波器是難以檢測的。
—般的邏輯電平表現為“1”和“0”(“H”和“L”),但實際上從時間軸來看有四種狀態如圖。
“H”或“L”的靜止狀態。
“H”和“L”不斷變化的狀態(時鐘波形)。
在“L”電平中有單個短時的“H”電平脈衝(正脈衝)存在,或相反,有單個短時的“L”電平脈衝C負脈衝存在。
高阻貳狀態。
常見的邏輯檢測器可以檢測數百ms的“H”和“L”電平,以及時鐘脈衝,但以數百μs至數十ns的單個脈衝,則需用存儲示波器或邏輯分析儀來檢測。
本次製作的邏輯檢測器的設計目標是在高、低電平檢測的基礎上增加正、負脈衝的檢測功能。檢測器電路見圖1。整個電路採用了一隻六反相器74HC04及四隻發光二極體。


圖1中的a、b部分即是為檢測正、負脈衝而增加的單穩多諧振蕩器,將數十ns的單個脈衝延時到人眼可分辨的程度。其原理是用輸入脈衝對1000p電容充電,充入的電荷將維持一段“H”的時間,從而使LED點亮。LED1用於指示負脈衝,LED2指示正脈衝;當輸入為時鐘脈衝時,這兩個LED都將連續閃亮。LED3用於低電平指示,LED4用於高電平指示。
因為在輸入電路設有上拉電阻(22K),所以可對應所有TTL電平。
這個邏輯檢測器自身不設電源,而從被測電路獲取+5V電源。電源及信號的輸入最好選購專用的成品測試桿(帶伸縮鉤的),若採用鱷魚夾或萬用表測試桿,容易造成被測電路短路。
這個簡單的檢測器,在調試單片機時確認CS端子信號、或確認感測器輸出信號的有無、或確認外界干擾對門電路的誤觸發等都可發揮作用。

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