数字电路制作与调试

图2-4-6 四人抢答器制作3D图

表2-4-1 四人抢答器电路元件清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 品 名 数字集成电路 数字集成电路 数字集成电路 数字集成电路 数字集成电路 数码显示器 按 钮 碳膜电阻 碳膜电阻 碳膜电阻 发光二极管 型号/规格 CC4042 CC4532 CC4511 CC4012 CC4011 BS205 100KΩ 1 KΩ 510Ω

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数量 1 1 1 1 1 1 5 4 5 4 4 配件图号 U1 U2 U3 U4 U5 U6 K1~K5 R1~R4 R5~R9 R10~R16 SD1~SD4 实测情况 P2 抢答器的电路制作与调试

拓展性知识 数字电路制作与调试规范和常见故障检查方法 （一）布线原则

首先，应便于检查、排除故障和更换器件。

在数字电路制作过程中，有错误布线引起的故障，常占很大比例。布线错误不仅会引起电路故障，严重时甚至会损坏器件，因此，注意布线的合理性和科学性是十分必要的，正确的布线原则大致有以下几点：

1.接插集成电路芯片时，先校准两排引脚，使之与实验底板上的插孔对应，轻轻用力将芯片插上，然后在确定引脚与插孔完全吻合后，再稍用力将其插紧，以免集成电路的引脚弯曲，折断或者接触不良。

2.不允许将集成电路芯片方向插反，一般IC的方向是缺口（或标记）朝左，引脚序号从左下方的第一个引脚开始，按逆时钟方向依次递增至左上方的第一个引脚。

3.导线应粗细适当，一般选取直径为0.6～0.8mm的单股导线，最好采用各种色线以区别不同用途，如电源线用红色，地线用黑色。

4.布线应有秩序地进行，随意乱接容易造成漏接错接，较好的方法是接好固定电平点，如电源线、地线、门电路闲置输入端、触发器异步置位复位端等，其次，在按信号源的顺序从输入到输出依次布线。

5.连线应避免过长，避免从集成器件上方跨接，避免过多的重叠交错，以利于布线、更换元器件以及故障检查和排除。

6.当电路的规模较大时，应注意集成元器件的合理布局，以便得到最 佳布线，布线时，顺便对单个集成器件进行功能测试。这是一种良好的习惯，实际上这样做不会增加布线工作量。

7.应当指出，布线和调试工作是不能截然分开的，往往需要交替进行，对大型电路元器件很多的，可将总电路按其功能划分为若干相对独立的部分，逐个布线、调试（分调），然后将各部分连接起来（联调）。 （二）故障检查

电路不能完成预定的逻辑功能时，就称电路有故障，产生故障的原因大致可以归纳以下四个方面：

1.操作不当（如布线错误等） 2.设计不当（如电路出现险象等） 3.元器件使用不当或功能不正常

4.仪器（主要指数字电路实验箱）和集成器件本身出现故障。

因此，上述四点应作为检查故障的主要线索，以下介绍几种常见的故障检查方法：

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数字电路制作与调试

(1) 查线法

由于大部分故障都是由于布线错误引起的，因此，在故障发生时，复查电路连线为排除故障的有效方法。应着重注意：有无漏线、错线，导线与插孔接触是否可靠，集成电路是否插牢、集成电路是否插反等。 (2) 观察法

用万用表直接测量各集成块的Vcc端是否加上电源电压；输入信号、时钟脉冲等是否加到实验电路上，观察输出端有无反应。重复测试观察故障现象，然后对某一故障状态，用万用表测试各输入/输出端的直流电平，从而判断出是否是插座板、集成块引脚连接线等原因造成的故障。 (3) 信号注入法

在电路的每一级输入端加上特定信号，观察该级输出响应，从而确定该级是否有故障，必要时可以切断周围连线，避免相互影响。 (4)信号寻迹法

在电路的输入端加上特定信号，按照信号流向逐级检查是否有响应和是否正确，必要时可多次输入不同信号。 (5) 替换法

对于多输入端器件，如有多余端则可调换另一输入端试用。必要时可更换器件，以检查器件功能不正常所引起的故障。 (6) 动态逐线跟踪检查法

对于时序电路，可输入时钟信号按信号流向依次检查各级波形，直到找出故障点为止。 (7) 断开反馈线检查法

对于含有反馈线的闭合电路，应该设法断开反馈线进行检查，或进行状态预置后再进行检查。

以上检查故障的方法，是指在仪器工作正常的前提下进行的，如果电路功能测不出来，则应首先检查供电情况，若电源电压已加上，便可把有关输出端直接接到0—1显示器上检查，若逻辑开关无输出，或单次CP无输出，则是开关接触不好或是内部电路坏了，一般就是集成器件坏了。

需要强调指出，经验对于故障检查是大有帮助的，但只要充分预习，掌握基本理论和实验原理，就不难用逻辑思维的方法较好地判断和排除故障。 想一想 1．简述用TTL集成电路完成同功能的抢答器电路设计步骤及制作方法要求。 2．你能参照四人抢答器的电路和制作调试方法设计出8人或更多人的抢答器电路吗？

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P2 抢答器的电路制作与调试 思考与练习

2-1．抢答器由哪几个部分组成？

2-2．七段数码显示器有哪两种类型？在配合显示译码器使用时，应如何对应选用？ 2-3．BCD编码器，有几个信号输入端，有几个信号输出端？所以BCD编码器亦称为什么编码器？

2-4．触发器按触发方式分有哪几种类型？试分别说明它们的工作特点？ 2-5．简述寄存器与锁存器的区别。

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