数字电路实验注意事项

1、2.1 数字电路实验的基本方法数字电路实验的基本方法 布线原则及集成电路的正确使用布线原则及集成电路的正确使用 1. 布线原则布线原则（1）布线所用导线直径和通用底板插孔直径应一致。连线两头要剥5mm长，且线头应剪成斜面，便于往通用底板中插，且一定要插紧。（2）布线应尽可能短。（3）引线最好用色线，以区别导线的不同用途。一般电源用红线，地用黑线。（4）导线插入插孔时，用力不要过猛，以防因导线插入过深，使导线塑料包层插入造成绝缘。（5）布线要有顺序，以免漏接。（6）布线应贴近底板表面，在集成电路周围走线，尽量不要覆盖不用的孔，切忌将导线跨越集成电路。（7）整齐的布线相当重要。 总之，布线应力求整

2、洁、清晰、可靠。 2. 数字集成电路的正确使用数字集成电路的正确使用 在使用数字集成电路时必须注意以下问题：（1）首先要对集成电路的引脚进行整形，以使集成电路的引脚均匀垂直排列。（2）一定要注意外形识别，搞清各引脚的功能和作用，不要冒然接入电路。在相应实验的后面均附有常用器件外引线图，请使用者查阅。亦可查阅相关手册。（3）准确接入电源电压：电源电压千万不能接错、注意各种集成电路允许使用的电源电压范围。大多数片子左上角为电源引线，右下脚为地线。有小数片子则不同，如74LS75，使用时应加注意。（4）数字集成电路输出端的连接要慎重。既不能直接接电源、直接接地，也不能相互连接，以免造成器件电流或电压

3、过载，损坏器件。（5）在时序逻辑电路中，经常要用到时钟脉冲（即CP脉冲）。由普通机械电器开关产生的脉冲，因为有抖动易产生虚假信号，所以不能作为时钟脉冲。（6）TTL门电路和触发器输入端悬空相当于输入逻辑“1”高电平，因此，对TTL集成电路闲置不用的输入端，一般有悬空、并联和接高电位等三种处理方法。 但三种方法又各有其局限性： 悬空处理的方法不会影响其他输入端的逻辑功能，但这种处置对于干扰敏感，故仅在实验和干扰小的场合使用。 并联的方法是把不用的输入端和使用的输入端并联起来作为一个输入端使用，这种方法会使输入电容增加，抗干扰能力下降，且对前级带负载能力要求较高。 接高电位的方法对抗干扰有利，但对

4、电源电压的稳定性要求较高，一般在工作速度不高，干扰严重的场合都用此法。 （7）器件布局要合理：美观、便于布线和检查、排除故障。应该遵循下列几项原则： 一般按信号流向，从输入到输出，自左到右或从上到下布置电路。 应兼顾到所用输入信号（包括输入变量、触发信号、电源和地等）插孔以及输出显示插孔等的位置、距离，尽量将元件分布在合理的位置上。 器件之间要留有空隙，以便于走线和插拔器件。 所有集成电路最好按同一方向插入，不要倒插。 （8）拔出集成电路时，应用专用起拔工具-U型夹或小改锥对起两头，不要用手去拔，以免损坏引脚。（9）暂时不用的集成电路，应放在元件盒中或插到通用底板空闲处备用，不得乱放，以免丢失

5、或压坏引脚。3. 数字电路的调试和排除故障数字电路的调试和排除故障 调试调试 调试数字电路的方法，一般分静态测试和动态测试两种。静态测试是指在输入端设置固定的输入电平，用三用表或显示器件测输出端的高、低电平是否符合要求。动态测试是指在输入端加一串脉冲，用示波器测输出波形与输入波形的同步关系，检查电路的逻辑功能。 调试数字电路时，应逐级进行，即先单元电路，后系统联试。故障的检查与排除故障的检查与排除 调试数字电路的过程，就是分析和排除故障，使电路实现预定逻辑功能的过程。排除实验中出现的故障是综合运用有关知识，训练学员分析问题，解决问题能力的好机会。所以，当故障出现时，要冷静分析原因，认真思考、判

6、断，尽量独立解决。由于可能造成数字电路故障的因素是多方面的，故障的原因也就多种多样，各不相同。所以实验者不但要熟悉线路上各点的正常电位和波形，还要具备根据不同故障现象，分析、估计、判断故障点和故障原因的能力。在数字电路实验中，常见的故障源有：（1）布线错误：如错接、漏接、虚接、碰线等；（2）电源电压的数值或极性不对，电源线、地线连接不好；（3）插接质量有问题；（4）元器件使用不当或损坏；（5）仪器操作使用不当或损坏；（6）电路设计错误。 此外，有时测试设备工作不正常，也会造成电路故障现象，应注意判断。 绝大多数的实验故障都可归结为这样三类典型的故障：一是设计错误，二是布线错误，三是器件、仪器故

7、障。对故障进行检查排除的方法及应采取的必要预防对故障进行检查排除的方法及应采取的必要预防措施：措施：（1）全部连线接好后，仔细检查一遍。（2）用万用表的“10”档，测量实验电路的电源端与地线端之间的电阻，排除电源与地线的开路与短路现象。（3）使用万用表测量直流稳压电源输出电压是否为所需值（如+5V），然后接通电路电源，观察电路及各器件有无异常发热等现象。（4）检查各集成电路是否均已加上电源。（5）检查是否有不允许悬空的输入端（如，中规模以上电路的控制输入端，CMOS电路的各输入端等）未接入电路。（6）进行静态（或单步工作）的测量。使电路处于某一状态下，观察电路的输出是否与设计要求相一致，用真值

8、表检查电路是否正常。（7）如果输入信号无论怎样变化，输出一直保持高电平不变，则可能集成块没有接地，或接地不良；若输出信号保持与输入信号同样规律变化或始终保持低电平不变，则可能是集成块没有接电源线，或电源线接触不良。（8）对于有多个“与”输入端的器件，如果实际使用时有多余的输入端，在检查故障时，可以调换另外的输入端试用。（9）电路故障的检查，通常可采用“逐级跟踪”的方法（跟踪法）进行。（10）对于含有反馈线的闭合电路，设法断开反馈线进行检查，必要时对断开的电路进行状态预置后，再进行检查。（11）TTL电路工作时产生电源尖峰电流，可能会通过电源耦合破坏电路正常工作，应采取必要的去耦措施。（12）当

9、电源工作在频率较高时，应从下列方面采取措施： 减小电源内阻，加粗电源线与地线直径，扩大地线面积或采用接地板，将电源线与地线夹在相邻的输入与输出信号线之间起屏蔽作用； 各逻辑线尽量不要紧靠时钟脉冲线； 缩短引线长度； 驱动多路同步电路的时钟脉冲信号，要求各路信号的延迟时间尽可能接近。（13）CMOS电路特有一种失效模式锁定效应，也称“可控硅效应”，是器件固有的故障现象。在电路中应采取措施加以预防： 注意电源的去耦，加粗地线，减小地线电阻； 在不影响电路工作的情况下，尽量降低VDD值； 在不影响电路工作速度的情况下，使电源允许提供的电流小于锁定电流（一般器件的锁定电流在40mA左右）； 对输入信号进行钳位。对故障点的查找采取适当的方法：（1）布线前，要熟悉线路及相关知识，熟悉元器件的功能和使用方法，检查所用元器件功能、引出端是否完好无损，