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逻辑检测器的设计与制作

时间:2010-10-20   来源:   作者:   点击:……  字体大小:【

    逻辑检测器在数字电路的试验与制作中是一件非常实用的小仪器,虽然市售有各种逻辑测试笔,但因其电路简单,成本很低,更适合自制。
    数字电路的逻辑电平一般具有“三态”,即高电平H(“1”)、低电平L(“0”)、高阻抗Z三种状态。利用逻辑检测器对三态状况的检测,可以判定数字电路的工作状态,以及印刷电路板上断线、短路、接触不良等所造成的高、低电平不能确定的状态,而这些故障有时用万用表或示波器是难以检测的。

    —般的逻辑电平表现为“1”和“0”(“H”和“L”),但实际上从时间轴来看有四种状态如图。

  1. “H”或“L”的静止状态。
  2. “H”和“L”不断变化的状态(时钟波形)。
  3. 在“L”电平中有单个短时的“H”电平脉冲(正脉冲)存在,或相反,有单个短时的“L”电平脉冲C负脉冲存在。
  4. 高阻抗状态。

    常见的逻辑检测器可以检测数百ms的“H”和“L”电平,以及时钟脉冲,但以数百μs至数十ns的单个脉冲,则需用存储示波器或逻辑分析仪来检测。
    本次制作的逻辑检测器的设计目标是在高、低电平检测的基础上增加正、负脉冲的检测功能。检测器电路见图1。整个电路采用了一只六反相器74HC04及四只发光二极管。
 
    图1中的a、b部分即是为检测正、负脉冲而增加的单稳多谐振荡器,将数十ns的单个脉冲延时到人眼可分辨的程度。其原理是用输入脉冲对1000p电容充电,充入的电荷将维持一段“H”的时间,从而使LED点亮。LED1用于指示负脉冲,LED2指示正脉冲;当输入为时钟脉冲时,这两个LED都将连续闪亮。LED3用于低电平指示,LED4用于高电平指示。
    因为在输入电路设有上拉电阻(22K),所以可对应所有TTL电平。
    这个逻辑检测器自身不设电源,而从被测电路获取+5V电源。电源及信号的输入最好选购专用的成品测试杆(带伸缩钩的),若采用鳄鱼夹或万用表测试杆,容易造成被测电路短路。
    这个简单的检测器,在调试单片机时确认CS端子信号、或确认传感器输出信号的有无、或确认外界干扰对门电路的误触发等都可发挥作用。


Tags:逻辑检测器    
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