數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)課件

1、2.1 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的基本方法數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的基本方法 布線原則及集成電路的正確使用布線原則及集成電路的正確使用 1. 布線原則布線原則（1）布線所用導(dǎo)線直徑和通用底板插孔直徑應(yīng)一致。連線兩頭要?jiǎng)?mm長，且線頭應(yīng)剪成斜面，便于往通用底板中插，且一定要插緊。（2）布線應(yīng)盡可能短。（3）引線最好用色線，以區(qū)別導(dǎo)線的不同用途。一般電源用紅線，地用黑線。（4）導(dǎo)線插入插孔時(shí)，用力不要過猛，以防因?qū)Ь€插入過深，使導(dǎo)線塑料包層插入造成絕緣。（5）布線要有順序，以免漏接。（6）布線應(yīng)貼近底板表面，在集成電路周圍走線，盡量不要覆蓋不用的孔，切忌將導(dǎo)線跨越集成電路。（7）整齊的布線相當(dāng)重要。 總之，布線應(yīng)力求整

2、潔、清晰、可靠。 2. 數(shù)字集成電路的正確使用數(shù)字集成電路的正確使用 在使用數(shù)字集成電路時(shí)必須注意以下問題：（1）首先要對集成電路的引腳進(jìn)行整形，以使集成電路的引腳均勻垂直排列。（2）一定要注意外形識(shí)別，搞清各引腳的功能和作用，不要冒然接入電路。在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的后面均附有常用器件外引線圖，請使用者查閱。亦可查閱相關(guān)手冊。（3）準(zhǔn)確接入電源電壓：電源電壓千萬不能接錯(cuò)、注意各種集成電路允許使用的電源電壓范圍。大多數(shù)片子左上角為電源引線，右下腳為地線。有小數(shù)片子則不同，如74LS75，使用時(shí)應(yīng)加注意。（4）數(shù)字集成電路輸出端的連接要慎重。既不能直接接電源、直接接地，也不能相互連接，以免造成器件電流或電壓

3、過載，損壞器件。（5）在時(shí)序邏輯電路中，經(jīng)常要用到時(shí)鐘脈沖（即CP脈沖）。由普通機(jī)械電器開關(guān)產(chǎn)生的脈沖，因?yàn)橛卸秳?dòng)易產(chǎn)生虛假信號，所以不能作為時(shí)鐘脈沖。（6）TTL門電路和觸發(fā)器輸入端懸空相當(dāng)于輸入邏輯“1”高電平，因此，對TTL集成電路閑置不用的輸入端，一般有懸空、并聯(lián)和接高電位等三種處理方法。 但三種方法又各有其局限性： 懸空處理的方法不會(huì)影響其他輸入端的邏輯功能，但這種處置對于干擾敏感，故僅在實(shí)驗(yàn)和干擾小的場合使用。 并聯(lián)的方法是把不用的輸入端和使用的輸入端并聯(lián)起來作為一個(gè)輸入端使用，這種方法會(huì)使輸入電容增加，抗干擾能力下降，且對前級帶負(fù)載能力要求較高。 接高電位的方法對抗干擾有利，但對

4、電源電壓的穩(wěn)定性要求較高，一般在工作速度不高，干擾嚴(yán)重的場合都用此法。 （7）器件布局要合理：美觀、便于布線和檢查、排除故障。應(yīng)該遵循下列幾項(xiàng)原則： 一般按信號流向，從輸入到輸出，自左到右或從上到下布置電路。 應(yīng)兼顧到所用輸入信號（包括輸入變量、觸發(fā)信號、電源和地等）插孔以及輸出顯示插孔等的位置、距離，盡量將元件分布在合理的位置上。 器件之間要留有空隙，以便于走線和插拔器件。 所有集成電路最好按同一方向插入，不要倒插。 （8）拔出集成電路時(shí)，應(yīng)用專用起拔工具-U型夾或小改錐對起兩頭，不要用手去拔，以免損壞引腳。（9）暫時(shí)不用的集成電路，應(yīng)放在元件盒中或插到通用底板空閑處備用，不得亂放，以免丟失

5、或壓壞引腳。3. 數(shù)字電路的調(diào)試和排除故障數(shù)字電路的調(diào)試和排除故障 調(diào)試調(diào)試 調(diào)試數(shù)字電路的方法，一般分靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試兩種。靜態(tài)測試是指在輸入端設(shè)置固定的輸入電平，用三用表或顯示器件測輸出端的高、低電平是否符合要求。動(dòng)態(tài)測試是指在輸入端加一串脈沖，用示波器測輸出波形與輸入波形的同步關(guān)系，檢查電路的邏輯功能。 調(diào)試數(shù)字電路時(shí)，應(yīng)逐級進(jìn)行，即先單元電路，后系統(tǒng)聯(lián)試。故障的檢查與排除故障的檢查與排除 調(diào)試數(shù)字電路的過程，就是分析和排除故障，使電路實(shí)現(xiàn)預(yù)定邏輯功能的過程。排除實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障是綜合運(yùn)用有關(guān)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)員分析問題，解決問題能力的好機(jī)會(huì)。所以，當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，要冷靜分析原因，認(rèn)真思考、判

6、斷，盡量獨(dú)立解決。由于可能造成數(shù)字電路故障的因素是多方面的，故障的原因也就多種多樣，各不相同。所以實(shí)驗(yàn)者不但要熟悉線路上各點(diǎn)的正常電位和波形，還要具備根據(jù)不同故障現(xiàn)象，分析、估計(jì)、判斷故障點(diǎn)和故障原因的能力。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，常見的故障源有：（1）布線錯(cuò)誤：如錯(cuò)接、漏接、虛接、碰線等；（2）電源電壓的數(shù)值或極性不對，電源線、地線連接不好；（3）插接質(zhì)量有問題；（4）元器件使用不當(dāng)或損壞；（5）儀器操作使用不當(dāng)或損壞；（6）電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 此外，有時(shí)測試設(shè)備工作不正常，也會(huì)造成電路故障現(xiàn)象，應(yīng)注意判斷。 絕大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)故障都可歸結(jié)為這樣三類典型的故障：一是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，二是布線錯(cuò)誤，三是器件、儀器故

7、障。對故障進(jìn)行檢查排除的方法及應(yīng)采取的必要預(yù)防對故障進(jìn)行檢查排除的方法及應(yīng)采取的必要預(yù)防措施：措施：（1）全部連線接好后，仔細(xì)檢查一遍。（2）用萬用表的“10”檔，測量實(shí)驗(yàn)電路的電源端與地線端之間的電阻，排除電源與地線的開路與短路現(xiàn)象。（3）使用萬用表測量直流穩(wěn)壓電源輸出電壓是否為所需值（如+5V），然后接通電路電源，觀察電路及各器件有無異常發(fā)熱等現(xiàn)象。（4）檢查各集成電路是否均已加上電源。（5）檢查是否有不允許懸空的輸入端（如，中規(guī)模以上電路的控制輸入端，CMOS電路的各輸入端等）未接入電路。（6）進(jìn)行靜態(tài)（或單步工作）的測量。使電路處于某一狀態(tài)下，觀察電路的輸出是否與設(shè)計(jì)要求相一致，用真值

8、表檢查電路是否正常。（7）如果輸入信號無論怎樣變化，輸出一直保持高電平不變，則可能集成塊沒有接地，或接地不良；若輸出信號保持與輸入信號同樣規(guī)律變化或始終保持低電平不變，則可能是集成塊沒有接電源線，或電源線接觸不良。（8）對于有多個(gè)“與”輸入端的器件，如果實(shí)際使用時(shí)有多余的輸入端，在檢查故障時(shí)，可以調(diào)換另外的輸入端試用。（9）電路故障的檢查，通?？刹捎谩爸鸺壐櫋钡姆椒ǎǜ櫡ǎ┻M(jìn)行。（10）對于含有反饋線的閉合電路，設(shè)法斷開反饋線進(jìn)行檢查，必要時(shí)對斷開的電路進(jìn)行狀態(tài)預(yù)置后，再進(jìn)行檢查。（11）TTL電路工作時(shí)產(chǎn)生電源尖峰電流，可能會(huì)通過電源耦合破壞電路正常工作，應(yīng)采取必要的去耦措施。（12）當(dāng)

9、電源工作在頻率較高時(shí)，應(yīng)從下列方面采取措施： 減小電源內(nèi)阻，加粗電源線與地線直徑，擴(kuò)大地線面積或采用接地板，將電源線與地線夾在相鄰的輸入與輸出信號線之間起屏蔽作用； 各邏輯線盡量不要緊靠時(shí)鐘脈沖線； 縮短引線長度； 驅(qū)動(dòng)多路同步電路的時(shí)鐘脈沖信號，要求各路信號的延遲時(shí)間盡可能接近。（13）CMOS電路特有一種失效模式鎖定效應(yīng)，也稱“可控硅效應(yīng)”，是器件固有的故障現(xiàn)象。在電路中應(yīng)采取措施加以預(yù)防： 注意電源的去耦，加粗地線，減小地線電阻； 在不影響電路工作的情況下，盡量降低VDD值； 在不影響電路工作速度的情況下，使電源允許提供的電流小于鎖定電流（一般器件的鎖定電流在40mA左右）； 對輸入信號進(jìn)行鉗位。對故障點(diǎn)的查找采取適當(dāng)?shù)姆椒ǎ海?）布線前，要熟悉線路及相關(guān)知識(shí)，熟悉元器件的功能和使用方法，檢查所用元器件功能、引出端是否完好無損，