怎样设计能测量高阻态的逻辑笔？

只看该作者 · 2008-4-27 15:01

我想设计一个逻辑笔，可以判断高、低电平及高阻状态，请问如何将高阻态的特性反映到电路中？

3万 · 2008-4-27 15:21

                                    简易三态逻辑测试笔的设计

制作  胡洁泉（广东省疾病预防控制中心  广东广州 510300）
[摘要] 论文就简易三态逻辑测试笔的设计和制作进行论述，该测试笔可应用于仪器的故障维修中，更加方便仪器设备的故障诊断。
[关健词] 仪器维修；输出三态；三态逻辑测试笔

1．前言
      在仪器的故障诊断维修中，经常需要对各种芯片的输出状态进行判断，以便了解电路的工作情况和故障所在，以往一般都是用万用表来测量，此种方法在管脚多时非常不方便，而且高阻状态是万用表测不出来的。本论文就此专门设计了一种简易三态逻辑测试笔，专门用于测定逻辑电路的输出状态，更加方便仪器故障的诊断和维修。

                                       图--1 原理图

　2．电路原理
       所谓输出三态，即数字集成电路输出有三种方式：高电平(与正电源相连)，低电平(与地相连)，高阻态(不与任何支路相连，相当于悬空状态)。    TTL电平输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V，最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。CMOS电平“1”逻辑电平电压接近于电源电压，“0”逻辑电平接近于0V，而且具有很宽的噪声容限。    电路原理图如（图—1）所示，设Vin>3.5v时为高电平，小于1.2V为低电平，当Vin为第三态时相当于悬空，固定输出电压的稳压IC78L05输出的电压为5V，此时电压为R1和R2分压后所得电压为2.5V左右。    当Vin输入电压大于3.5V时，U1①、⑦脚为低电平→U2①、③脚为低电平→U2②、④脚为高电平→U3②、③脚为高电平→U3①脚为低电平，红色发光管D1点亮；U1①、⑦脚为低电平→U3⑤、⑥脚为低电平→U3④脚为高电平，绿色发光管D2不亮；U1①、⑦脚为低电平→U2⑤脚为低电平→U2⑥脚为高电平→U3⑨脚为高电平 + U3⑧脚为低电平→U3⑩脚为高电平，黄色发光管D3不亮。当Vin输入电压小于1.2V时，U1①、⑦脚为高电平→U2①、③脚为高电平→U2②、④脚为低电平→U3②、③脚为低电平→U3①脚为高电平，红色发光管D1不亮；U1①、⑦脚为高电平→U3⑤、⑥脚为高电平→U3④脚为低电平，绿色发光管D2点亮；U1①、⑦脚为高电平→U2⑤脚为高电平→U2⑥脚为低电平→U3⑨脚为低电平 + U3⑧脚为高电平→U3⑩脚为高电平，黄色发光管D3不亮。当Vin输入为第三态时，U1①脚为高电平 + U1⑦脚为低电平→U2①脚为高电平 + U2③脚为低电平→U2②脚为低电平、U2④脚为高电平→U3②脚为低电平+U3③脚为高电平→U3①脚为高电平，红色发光管D1不亮；U1①脚为高电平 + U1⑦脚为低电平→U3⑤脚为高电平、U3⑥脚为低电平→U3④脚为高电平，绿色发光管D2不亮；U1①脚为高电平+U1⑦脚为低电平→U2⑤脚为低电平→U2⑥脚为高电平→U3⑨脚为高电平 + U3⑧脚为高电平→U3⑩脚为低电平，黄色发光管D3点亮。

3．电路的制作
印刷电路板如图一2所示。由于电路简单，元件极少，只要照装无误，检查后即可工作，检测中红灯高表示输出高电平，绿灯亮表示低电平，黄灯亮表示高阻态。

图—2 印刷电路板元件图

                                          图—3 印刷电路板

4．元件选择   电池选用9V电池，开关用钮子开关，探笔用万用表表笔。其它零件如下表所示：
表1 元件表

序号	村料名称	规格型号	数量	单位	标号
1	电阻	RT，1/4W，470Ω，5%	3	只	R7、R8、R9
2	电阻	RT，1/4W，3.3k，5%	1	只	R6
3	电阻	RT，1/4W，4.2k，5%	1	只	R3
4	电阻	RT，1/4W，10k，5%	2	只	R4、R5
5	电阻	RT,1/4W,1MΩ,5%	2	只	R1，R2
6	四运算放大器	LM324	1	块	U1
7	固定输出电压的稳压IC	78L05	1	块	U4
8	与非门	74LS02	1	块	U3
9	反相器	74LS04	1	块	U2
10	发光二极管	φ3、红光	1	支	D1
11	发光二极管	φ3、绿光	1	支	D2
12	发光二极管	φ3、黄光	1	支	D3
13	开关	钮子开关	1	只	SW
14	电池	9V	1	只	EC
15	探笔		1	个

5．结束语简易三态逻辑测试笔电路简单，制作方便，在仪器的维修中却应用广泛，极大方便了广大的维修工程人员。

参考文献
1 秦曾煌，电工学，高等教育出版社,1991
2 康华光，电子技术基础,高等教育出版社,1993
3陈学泮,数字电路与逻辑设计，中山大学出版社，1993
4 李瀚荪，电路分析基础，高等教育出版社，1994

只看该作者 · 2008-4-27 16:08

楼上的意思是把高阻的电位限制在了2.5V了，这种做法是不是合理呀？还有其它反映高阻态的方式吗？

只看该作者 · 2008-4-27 16:43

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