理论教育 数字集成电路检测装置优化方案

数字集成电路检测装置优化方案

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:标准封装的数字集成电路和小型元器件都可直接插在面包板上,在面包板上检测和实验最为方便,免除焊接,可反复使用,还可用于脉冲集成电路的检测和实验。图1-23 数字电路检测、实验板面包板实验用接线用于面包板的插接式导线,两端有针式插头,如图1-24所示。7805三端稳压集成电路在本书“第六章”中有具体介绍。

数字集成电路检测装置优化方案

标准封装(双列直插式)的数字集成电路和小型元器件都可直接插在面包板上,在面包板上检测和实验最为方便,免除焊接,可反复使用,还可用于脉冲集成电路的检测和实验。

【边学边练】

1.数字电路检测、实验板

(1)检测、实验板

检测、实验板是集成电路和元器件的插板,用多块面包板组合拼装构成,可自制,市场也有成品出售,如图1—23所示。

如图l-23a所示为简易自制板,为实验方便,每块面包板的上边线设为+5V电源线,下边线为地线(即电源负极),并为脉冲实验配置了小扬声器。图l-23b所示为成品的面包实验板。

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图1-23 数字电路检测、实验板

(2)面包板实验用接线

用于面包板的插接式导线,两端有针式插头,如图1-24所示。

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图1-24 面包板的插接式导线

这种导线市场有售,也可用单芯硬铜线(如网线的芯线)代替。

面包板的明显缺点是久用会出现接触不良,为保护面包板,接线和元器件引脚要注意清洁。

2.直流电源

做电路实验必须有直流电源,这里介绍4种电源供读者选用。

【边学边练】

(1)USB接口标准的小电源

现在有一些手机电器、小电器以及旅游电源采用计算机USB接口标准(含直流5V)的小型开关电源,用于简单的数字实验供电,是最理想、最方便的电源,只需改造1条USB接口的信号线做电源线即可,图l一25所示为USB插头内+5V电源和地线的触点位置。

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图1-25 USB插头触点编号

具体方法是将USB接口的信号线接外设配置的插头剪掉,剥出4条芯线,再剥出各芯线的铜线,用万用表检测出与USB接口①、④两触点对应的芯线,可接电源插头(还需配插座),最简易的方法是接两个大头针(可直接插入面包板),如图1-26所示。

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图1-26 USB接口信号线改装为直流电源线

(2)使用电脑主机的成品电源

电脑的ATX主板电源能把交流市电转换为±5V、±12V以及+3.3V等直流电压输出,其中+5V、+12V输出电流较大,适合为功耗较大的实验供电。线色与输出电压的对应关系见表1-3。

表1-3 ATX主板电源输出线色与电压的对应关系

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使用时,先用线把ATX电源黑线与实验板的地线连接,再按线色选取所需的电压(做数字实验从红线取+5V,若用于模拟实验可从黄线取+12V或从橙线取+3. 3V)。给电源接好交流电,再把绿线与旁边的黑线短路,电源便启动(可见冷却风扇转动);将短路取消,电源即可关闭。

(3)干电池电源(www.daowen.com)

出于安全,对于不熟悉(或不敢)使用交流电的读者,可选用干电池作为电源,电源结构如图1—27所示。

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图1-27 使用干电池的稳压电源和7805引脚编号

7805和电容可插接在实验板上。7805三端稳压集成电路在本书“第六章”中有具体介绍。

(4)自制直流电源

对于有一定电路制作能力的读者,可参照图1-28自制稳压电源,把交流电变换为实验用的直流电源。制作和使用过程中要随时注意用电安全。

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图1-28 简易稳压电源电路

变压器功率不能太小,应留有余量,二次输出电压应在6~10V范围内。

【边学边练】

3.逻辑电平输入电路和输出显示电路

本书设计的逻辑电平输入电路和输出显示电路可在面包板上随处搭接,使用方便。

(1)逻辑电平输入电路

逻辑电路通常有多个输入端同时输入高低变化的不同电平,把变化的输入信号用固定电平取代,逻辑信号输入装置如图1-29所示,从不同位置选取高低电平,可以实现动作分解。

此电路简单,可直接插在图1-23所示的实验板上,使用方便。图中电阻值为参考值,中部没标值的隔离电阻的选值经实验决定(本书用3.9k.Ω)。

最稳定可靠的输入逻辑是用二进制计数器构制,如图1—30所示。

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图1-29 逻辑信号输入装置

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图1-30 用7493二进制计数器构制的输入逻辑

7493含A(1位)和B(3位)两个计数器,用A计数器的输出端0A驱动B计数器的计数输入INB,就可构成4位计数器,INA为计数脉冲输入端,按键S2(最好串联图1-23所示的防颤电路)用于输入计数脉冲。计数器的4位输出(由高到低排列)0D、0C、0B和0A按二进制计数变化,14引脚按键每按动一次(接地),计数器变换一次输出,输出序列见表1—4。可作为数字实验的输入逻辑,0D为高位,OA为低位。2、3两个引脚为高电平清0复位信号,S1为复位按键。NC为无用引脚。

计数器的结构与原理将在本书第4章介绍。

(2)输出电平的显示装置

逻辑电路的输入信号被分解为静态后,输出也随之变为静态。对于静态电平,可用万用表10V直流电压挡检测。本书测试主要针对TTL系列逻辑芯片,指针式、数字式均可,但以数字万用表为佳。也可用发光二极管(LED)制作成显示装置,如图1-31所示,用红、绿灯指示高、低电平。

表1-44 位二进制计数序列

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图1-31 逻辑显示器

图1-31中电阻值要随选用LED的不同而变化,需经实验确定,图中阻值仅供参考。

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