邏輯信號測試儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　摘要：采用中小規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種邏輯信號測試儀。該測試儀不僅能區(qū)分邏輯電平的三種狀態(tài)：高電平、低電平、高阻，而且還能區(qū)分脈沖信號及其頻率的數(shù)量級。測試儀的電源電壓范圍寬(3~18V)，適用于各種類型的數(shù)字電路邏輯信號的測試，具有實(shí)現(xiàn)容易、操作簡單、功能可靠、價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

　　引言

　　在數(shù)字電路的調(diào)試和檢修時，常常要對電路中某點(diǎn)的邏輯信號進(jìn)行測試，采用萬用表或示波器等儀器儀表很不方便，而采用邏輯信號測試儀通過幾個發(fā)光二極管就可以指示被測信號的邏輯狀態(tài)及脈沖信號的頻率范圍，使用簡單方便，給數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)和電路設(shè)計(jì)開發(fā)帶來便利。本文采用中小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種邏輯信號測試儀，不僅能區(qū)分邏輯電平的狀態(tài)和脈沖信號頻率的數(shù)量級，而且適用于各種類型的數(shù)字電路邏輯信號的測試。如果將電路安裝成邏輯測試筆，使用就更為方便。

　　設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　功能設(shè)計(jì)

　　邏輯信號測試儀主要包括邏輯信號狀態(tài)的區(qū)分和脈沖信號頻率的區(qū)分兩部分功能。其中邏輯信號狀態(tài)的區(qū)分主要通過雙電壓比較器電路實(shí)現(xiàn)，而脈沖信號頻率的區(qū)分可利用數(shù)字頻率計(jì)的原理實(shí)現(xiàn)。由于邏輯信號測試儀的電源來自被測電路，為滿足各種類型的數(shù)字電路邏輯信號的測試，故所用芯片必須是能單電源供電且電源范圍較寬的模擬電路芯片和CMOS類的數(shù)字集成電路芯片。

　　邏輯信號狀態(tài)的區(qū)分

　　為實(shí)現(xiàn)邏輯信號狀態(tài)的區(qū)分，可用運(yùn)算放大器(如LM358)或電壓比較器(如LM393)實(shí)現(xiàn)一個雙限電壓比較器進(jìn)行區(qū)分，其關(guān)鍵在于參考電壓的設(shè)定，電路如圖1所示。本設(shè)計(jì)為了適用于各種類型的數(shù)字電路邏輯信號的測試，僅對邏輯電平作了簡單區(qū)分，設(shè)定為：被測信號如果小于0.2VCC則為低電平(LED2亮);如果大于0.4VCC則為高電平(LED1亮);如果介于兩者之間則為高阻態(tài)(兩個發(fā)光二極管都不亮);如果時大時小交替的則為脈沖信號(兩個發(fā)光二極管常亮或交替亮)。其中Vi為被測信號輸入端，R1、R2和D1、D2起到了輸入端靜電防護(hù)功能，R3、R4保證了在輸入端懸空時顯示為高阻態(tài)。如需嚴(yán)格適應(yīng)TTL和CMOS等各種類型集成電路的邏輯電平的測試，應(yīng)根據(jù)各種類型數(shù)字電路的邏輯電平特點(diǎn)，嚴(yán)格設(shè)定各自的參考電壓，并將其參考電壓設(shè)定支路區(qū)分開來，用開關(guān)電路進(jìn)行切換?！　?/p>