自制逻辑检测器

 

　　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。

　　“H”或“L”的静止状态。

　　“H”和“L”不断变化的状态(时钟波形)。

　　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。

　　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。