实验中操作的正确与否直接影响实验结果。因此,实验者在搭接电路时必须遵循“先接线后通电,先断电再拆线”的原则进行。
①实验室通常使用双列直插式集成块,集成块一般都有定位标记(缺口或圆点)。使用时要认清方向,一般是将定位标记朝左,引脚序号从左下方的第一个引脚开始,按逆时针方向依次递增至左上方的第一个引脚,不允许插反。
②布线前,首先检查两排引脚是否与实验板上集成块插座的插孔对应,如不能对应则用镊子轻轻校准,然后将集成块轻轻地插在插座上,观察所有引脚是否都插在了插座里之后,再稍用力将其插紧,避免集成块引脚弯曲、折断或接触不良。
③导线尽可能做到长短适当,最好采用不同颜色的导线以区别不同用途。例如,电源线用红色线,地线用黑色线。
④布线应有序地进行,不要乱接,以免造成漏接错接。可以先接好电源线(+5 V)和地线,以及其他不改变电平的输入端,如门电路多余的输入端、置位复位端等。上述线布好后,再按信号流向的顺序从前往后依次布线。
⑤当实验电路的规模较大、器材很多时,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),然后再将各部分连接起来(联调)。
实验中,当电路不能完成预期的逻辑功能时,则称电路有故障。产生故障的原因大致有以下5个方面:
①电路设计错误。
②布线错误。
③操作错误,没有按照要求进行操作。
④元器件使用不当或功能不正常。
⑤数字电路实验箱和集成块本身出现故障。
在保证电路设计正确的前提下,按照上述原因作为检查故障的主要线索,介绍8种常见的故障检查方法。
用万用表直流电压挡测量各集成块的V CC 端与GND端是否有+5 V电压;测量各输入/输出端的直流电平;用电阻挡测量各连接导线的通断。
由于在实验中大部分故障都是由布线错误引起的。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,等等。
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。
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,可切断周围连线,避免相互影响。
在电路的输入端加上特定信号,按照信号流向,逐线检查是否有响应,是否正确。必要时,可多次输入不同信号。
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。
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。
对于含有反馈线的闭合电路,应设法断开反馈线进行检查,或进行状态预置后再进行检查。
需要强调指出,实践经验对于故障检查是大有帮助的,但只要充分预习,并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。