电子课程设计
——数字逻辑测试分析仪
学院电子信息工程学院
专业电气工程及其自动化081502班姓名贾普智
学号200815010205
指导老师闫晓梅
2010年12月
数字逻辑测试分析仪
一．设计任务与要求
设计一个能测试高电平、低电平的数字逻辑信号测试仪，具体要求如下：
1、基本功能：能测试高电平、低电平。
2、测量范围：低电平小于0.8V，高电平高于3.5V。
3、当被测信号为高电平时，用1KHz的音响来表示；当被测信号为低电平时，
用800Hz的音响来表示；当被测信号在0.8-3.5V时，用指示灯发出警报。
4、工作电源为5V,自己设计。
二．总体框图
图2.1
1．数字逻辑信号接收处理模块
该模块起到接收被测试信号，并对信号进行比较处理，从而明确信号
是高电平、低电平、0.8-3.5V之间之中的那一种。并将所得结果传输给结果输出模块进行输出。
该模块由比较器及一系列与非门组成。
设计思路：用电阻将5V的电源分压，得到0.8V，3.5V电压。当测试信号输入后，将被测信号与已得的0.8V,3.5V电压进行比较。比较后所得的信号经处理后即可确定被测信号与0.8V，3.5V的关系。
2．脉冲信号产生模块
该模块用于产生结果输出时所需的1kHZ及800Hz的脉冲信号。
该模块由555芯片，电阻，电容组成。
设计思路：使用555芯片，调试电阻电容大小，得到所需频率的脉冲。3．音响输出及指示灯模块
该模块用于输出逻辑测试仪测试产生的结果。当数字信号处理模块传输的信号分别为低电平，高电平，0.8-3.5V时，分别将1kHz信号加于蜂鸣器，将800Hz信号加于蜂鸣器，将高电平加于指示灯。
该模块由蜂鸣器，指示灯，及TTL芯片组成。
设计思路：当信号处理模块给出被测信号为低电平时，将蜂鸣器与800Hz脉冲相连，当信号处理模块给出被测信号为高电平时，将蜂鸣器与1000Hz脉冲相连，当信号处理模块给出被测信号在0.8-3.5V 之间时，令指示灯发光。
4．直流稳压电源模块
该模块用于将220V交流电变换为5V的直流电，供给各个芯片及模块使用。
该模块由稳压电源，二极管，稳压芯片，电阻，电容构成。
设计思路：首先将220V交流电降压，接着运用桥式整流电路使其变为直流电。用稳压芯片对所得直流电稳压。通过电阻分压的方式得到所需的电压值。
三．选择器件
1.74LS04
图3.1.1
提供非逻辑。
管脚图如下
图3.1.2
——
逻辑功能： Y = A
真值表:
2.74LS08
图3.2.1
提供与逻辑。
管脚图如下：
图3.2.2 逻辑功能： Y=AB
真值表：
3.LM339
图3.3.1
提供比较功能。
管脚图如下
图3.3.2
逻辑功能：对+管脚-管脚的电压进行比较，若+管脚电压高于-管脚，则输出高电平反之输出低电平。
4.LM555
图3.4.1
提供时钟脉冲。
内部结构图：
图3.4.2
管脚图：
图3.4.3
555功能表：
图3.4.4
5.LM7812
图3.5.1
提供稳压功能。
管脚图：
图3.5.2
功能：lm7812是指三段稳压集成电路IC芯片元器件，适用于各种电源稳压电路，输出稳定性好、使用方便、输出过流、过热自动保护。在本电路中用于输
出12V电压。
四．功能模块
1数字逻辑信号接收处理
图4.1.1
逻辑功能：此模块用于检测输入端电平，并给出信号于下级。
电阻R4,R5,R6:用于将5V直流电源分压，在节点处产生0.8V，3.5V电压。
U12,U2:用两个比较器将输入端输入的电压与分压所得到的0.8V,3.5V电压进行比较。输出结果如下表：
U4,U5,U6，U1,U3:用于将比较器所得数据处理得到，并输出高电平，低电平，
0.8-3.5V三个信号于下级。输出结果如下表：
连接关系：5V 直流电源处接于直流稳压电源模块的相应部分，高电平、低电平、0.8-3.5V 接于结果输出模块的相应位置。 仿真结果：
图4.2.4
输入信号为0.5V 时，U4输出高电平。
图4.2.5
输入信号为1.5V 时，U5输出高电平。
图4.2.6
输入信号为4V时，U6输出高电平。
以上仿真结果符合图4.2.3中真值表所示。
2脉冲信号产生
图4.2.7
逻辑功能：产生1KHz，800Hz的脉冲。作用于下级
连接关系：5V直流电源处接于直流稳压电源，1KHz，800Hz接于结果输出端相应位置
仿真结果：
图4.2.8
用示波器测量两个输出端信号。
图4.2.9 1KHz输出端信号，可看出周期为1.014ms。
图4.2.10 800Hz输出端信号，可看出周期为1.248ms 3结果输出
图4.3.1
逻辑功能：用于输出测试仪的结果。
模块由与门，蜂鸣器，发光二极管组成。
当上级模块传输来高电平，则U8视为开状态，1KHz脉冲作于蜂鸣器，当上级模块传输来低电平，则U9视为开状态，800Hz脉冲作用于蜂鸣器，当上级模块传输来0.8-3.5V,发光二极管正极接高电平，导通发光。
连接关系：低电平，高电平，0.8-3.5V接于信号处理模块的相应位置。1KHz 脉冲，800Hz脉冲接于脉冲产生模块的相应位置。5V直流电源接于直流稳压电源。
4直流稳压电源
图4.4.1
逻辑功能：该模块用于产生5V直流电。
模块由变压器，MDA2501,LM7812及电容电阻组成。
该模块通过变压器将220V交流电压降压，之后通过MDA组成的单相桥整流将交流电变换为直流电。LM7812将直流电压稳定在12V。通过电阻分压方式取得5V直流电压供给电路使用。
连接关系：5V直流电压处连接至各模块相应位置。
仿真结果：
