数字电路的安装与测试技术附录优化

数字电路的安装与测试工作是验证设计方案的实践过程，是应用理论知识来解决实践中各类问题的关键环节，是数字电路设计者必须掌握的基本技能。下面介绍一些数字电路安装与调试中常用的基本方法。

1.集成电路元件的逻辑功能测试

在安装电路之前，必须对所选用的数字集成电路器件进行逻辑功能测试，以避免因器件功能不正常而增加调试的困难。检测器件的方法是多种多样的，常用的方法如下：

1）仪器检测法

可以用一些数字电路检测仪进行检测。

2）逻辑功能试验检查法

用实验电路方法对该器件进行逻辑功能测试。

3）替代法

用被测器件替代正常工作的数字电路中的相同器件。

2.集成电路器件的接插和布线方法

数字电路的实验通常在面包板上进行。插接集成器件时，把器件的缺口端朝左，现对准插孔的位置，然后用力将其插牢，防止集成器件管脚弯曲或折断。

布线时应注意导线不宜太长，最好贴近底板并在集成器件周围走线。切忌导线跨越集成器件的上空和杂乱地在空中搭成网状。数字电路的布线应整齐美观，这样既提高了电路的可靠性，又便于检查排除故障及更换器件。

导线连接顺序：先接固定电平的连线，如电源正极（一般用红色导线）、地线（一般用黑色导线）、门电路的多余输入端及电平固定的某些输入端（如触发器的控制端J、K），然后按照电路中的信号流向顺序对划分的子系统逐一布线、调试，最后将各子系统连接起来。

3.数字电路的调试方法

数字电路的调试顺序也是先调试单元电路的子系统，然后逐渐扩大将几个电源电路进行联调。最后进行整机调试。一般根据信号流向逐级调试。由于数字电路系统中，相同单元电路和集成器件往往较多，为了尽快找出故障，常用以下调试方法：

1）替代法

将已经调试好的单元电路替代有故障或有问题的相同电路，这样能很快地判断出故障原因是在单元电路本身，还是在其他单元或连接线上。当发现某一局部电路有问题时，应检查该电路的连接线，当确定无误后再更换集成电路芯片。

2）对比法

将有问题的电路的状态、参数与相同正常电路进行逐项对比。(www.xing528.com)

3）对分法

把有故障的电路对分为两个部分，可检查出有问题的那一部分而排除另一部分无故障的电路。然后再对有故障的部分进行对分检测，直到对分找到故障点为止。

实践证明，数字单元电路的故障大多数是接线错误或解除不良引起的，集成器件本身的问题是较少的。然而设计者在调试过程中发现工作不正常时，往往一开始就怀疑集成器件损坏，这是应该引起注意的。

4.几种基本电路的测试方法

1）集成逻辑门电路

静态时，在各输入端分别接入不同的电平值，即逻辑“1”接高电平（输入端通过10 kΩ电阻接电源正极），逻辑“0”接低电平（输入端接地）。用万用表测量各输入端的逻辑电平，并分析各逻辑电平值是否符合电路的逻辑关系。动态测试是指各输入端接入规定的脉冲信号，用示波器观察各输出端信号，并画出各输出信号的时序波形关系图，分析它们之间是否符合电路的逻辑关系。

2）集成触发器电路

静态时，主要测试触发器的复位、置位和翻转功能。动态时，在时钟脉冲作用下，测试触发器计数功能，用示波器观察电路各处波形的变化情况。也可以测定输出、输入信号之间的分频关系，输出脉冲的上升和下降时间，触发灵敏度和抗干扰能力以及接入不同性质负载时，对于输出波形的影响。测试时，触发脉冲的宽度一般要大于数微秒，且脉冲的上升沿或下降沿要陡。

3）计数器电路

计数器电路的静态主要是测试电路复位、置位功能。动态测试是指在时序脉冲作用下测试计数器各输出状态是否满足计数功能表的要求，可用示波器观测各输出端的波形，并记录这些波形与时钟脉冲之间的波形关系。

4）译码器显示电路

首先测试数码管各段工作是否正常，如共阴极的发光二极管显示器，可以将阴极接地。再将各段通过1 kΩ接电源正极V cc，各段应该亮。再将译码器的数据输入端依次输入0001～1001，则显示器对应显示出1～9的数字。

译码器显示电路常见故障：

（1）数码显示器上某个字总是“亮”或“不灭”。可能是译码器的输出幅度不正常或译码器的工作不正常。

（2）数码显示器上某字总是不“亮”。可能是数码管或译码器的连线不正确或接触不良。

（3）数码管字符显示模糊，而且不随输入信号变化。可能是译码器的电源电压不正常或连线不正确或接触不良。

（4）数码管某段总是不“亮”。可能是数码管本身有问题，需更换新的。