自制邏輯檢測(cè)器,Logic level tester

邏輯檢測(cè)器在數(shù)字電路的試驗(yàn)與制作中是一件非常實(shí)用的小儀器，雖然市售有各種邏輯測(cè)試筆，但因其電路簡(jiǎn)單，成本很低，更適合自制。
數(shù)字電路的邏輯電平一般具有“三態(tài)”，即高電平H(“1”)、低電平L(“0”)、高阻抗Z三種狀態(tài)。利用邏輯檢測(cè)器對(duì)三態(tài)狀況的檢測(cè)，可以判定數(shù)字電路的工作狀態(tài)，以及印刷電路板上斷線、短路、接觸不良等所造成的高、低電平不能確定的狀態(tài)，而這些故障有時(shí)用萬(wàn)用表或示波器是難以檢測(cè)的。
—般的邏輯電平表現(xiàn)為“1”和“0”(“H”和“L”)，但實(shí)際上從時(shí)間軸來(lái)看有四種狀態(tài)如圖。

“H”或“L”的靜止?fàn)顟B(tài)。

“H”和“L”不斷變化的狀態(tài)(時(shí)鐘波形)。

在“L”電平中有單個(gè)短時(shí)的“H”電平脈沖(正脈沖)存在，或相反，有單個(gè)短時(shí)的“L”電平脈沖C負(fù)脈沖存在。

高阻抗?fàn)顟B(tài)。

常見(jiàn)的邏輯檢測(cè)器可以檢測(cè)數(shù)百ms的“H”和“L”電平，以及時(shí)鐘脈沖，但以數(shù)百μs至數(shù)十ns的單個(gè)脈沖，則需用存儲(chǔ)示波器或邏輯分析儀來(lái)檢測(cè)。
本次制作的邏輯檢測(cè)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在高、低電平檢測(cè)的基礎(chǔ)上增加正、負(fù)脈沖的檢測(cè)功能。檢測(cè)器電路見(jiàn)圖1。整個(gè)電路采用了一只六反相器74HC04及四只發(fā)光二極管。

圖1中的a、b部分即是為檢測(cè)正、負(fù)脈沖而增加的單穩(wěn)多諧振蕩器，將數(shù)十ns的單個(gè)脈沖延時(shí)到人眼可分辨的程度。其原理是用輸入脈沖對(duì)1000p電容充電，充入的電荷將維持一段“H”的時(shí)間，從而使LED點(diǎn)亮。LED1用于指示負(fù)脈沖，LED2指示正脈沖；當(dāng)輸入為時(shí)鐘脈沖時(shí)，這兩個(gè)LED都將連續(xù)閃亮。LED3用于低電平指示，LED4用于高電平指示。
因?yàn)樵谳斎腚娐吩O(shè)有上拉電阻(22K)，所以可對(duì)應(yīng)所有TTL電平。
這個(gè)邏輯檢測(cè)器自身不設(shè)電源，而從被測(cè)電路獲取+5V電源。電源及信號(hào)的輸入最好選購(gòu)專用的成品測(cè)試桿(帶伸縮鉤的)，若采用鱷魚夾或萬(wàn)用表測(cè)試桿，容易造成被測(cè)電路短路。
這個(gè)簡(jiǎn)單的檢測(cè)器，在調(diào)試單片機(jī)時(shí)確認(rèn)CS端子信號(hào)、或確認(rèn)傳感器輸出信號(hào)的有無(wú)、或確認(rèn)外界干擾對(duì)門電路的誤觸發(fā)等都可發(fā)揮作用。