下圖為數(shù)字集成電路實驗板印刷電路板,將元件面和焊接面繪制在同一板面上,元器件連接關(guān)系一目了然,元件面為俯視圖。元件面上元器件序號、參數(shù)與電路一一對應(yīng)。
印刷電路板尺寸為109.2×76.2mm,可以在31行44列通用矩陣實驗電路板(焊盤孔間距為2.54mm)上完成電路的焊接。
圖中實心圓點為焊接元器件的焊盤,在條形框中空心圓圈為連接導(dǎo)線插孔。插孔座采用上面為插孔、下面為插針的單列插件排,插孔(插針)間距為2.54mm,這個距離即為數(shù)宇集成電路插座管腳標準間距。用桃形鉗剪出所需插孔數(shù)目的單列插件,按照電路要求插針穿過元件面上小圓孔后與焊接面上的焊盤焊牢,插孔座中能夠插入帶有插針的軟導(dǎo)線,不僅松緊合適,還能保證觸點接觸良好。在焊完實驗電路板操作平臺插件后,就會發(fā)現(xiàn)插孔之間距離和排列方式與面包板一致。印刷電路板上單刀雙擲開關(guān)、低壓直流電源插座選用小型元件,數(shù)字集成電路4518、4511采用管座與電路連接,便于實驗操作和維修。
四、實驗板使用方法
接通電源開關(guān)S5,數(shù)碼管小數(shù)點段點亮,說明電源已接通。用4條帶插針的軟導(dǎo)線,將邏輯電平控制器輸出端X5~X8與邏輯電平顯示器輸入插口X1~X4對位相連,再將邏輯電平控制單刀雙擲開關(guān)S1~S4先后擲向la~4a,紅色、綠色、黃色和藍色電平顯示發(fā)光二極管先后點亮,說明邏輯電平控制器和顯示器工作正常。
在實驗操作平臺上測試與非門邏輯功能實驗時,集成電路插座靠右的第8腳和第9腳空閑不用,改作14腳插座使用,插入四2輸入端與非門74LSOO,接好Vdd和GND連線,連線方法同常規(guī)的面包板實驗。與非門輸入端1、2腳分別與邏輯電平控制器輸出端X5、X6相連,X5、X6又與邏輯電平顯示器輸入插口X1、X2相連,來控制和顯示輸入端邏輯電平高低情況,與非門輸出端第3腳與邏輯電平顯示器X3相連,以顯示輸出端電平。然后,向上撥動S1、S2,X5、X6輸出高電平邏輯信號,電平顯示器紅色、綠色發(fā)光二極管點亮,與非門的兩個輸入端都為高電平,輸出端為低電平,電平顯示器黃色發(fā)光二極管熄滅,反映出與非邏輯關(guān)系。在實驗操作中只需插接幾條導(dǎo)線和撥動邏輯電平控制開關(guān),就可以完成與非門邏輯關(guān)系測試,體驗到數(shù)字集成電路實驗板的操作簡單、實驗快捷的特點。
在實驗與非門自激多諧振蕩器時,與非門1、3腳之間插接1kΩ電阻器,連通第3、4腳,在第1、6腳之間插接220UF電容器,其正極接第6腳,完成與非門自激多諧振蕩器電路的連接。與非門1、3腳分別與電平顯示器X1、X2相連,輸出端第6腳與X3相連,接通電源,就可同時觀看到自激多諧振蕩器各測試點電平的變化。
將BCD同步加計數(shù)器4518輸出端Q1~Q4分別與邏輯電平顯示器輸入插口X1~X4相連,接通電源,4個顯示發(fā)光二極管熄滅,說明計數(shù)器4518處于復(fù)位狀態(tài)。再將操作平臺上已經(jīng)連接好的與非門自激多諧振蕩器輸出端第6腳與4518時鐘信號輸入端CP插孔相連,用振蕩器脈沖信號觸發(fā)4518自動進行加計數(shù),4位邏輯電平顯示器顯示出二進制碼,完成BCD同步加計數(shù)器功能實驗。最后,再將同步加計數(shù)器4518輸出端插口Q1~Q4與譯碼器4511數(shù)據(jù)輸入端插口A~D對位相連,完成一位數(shù)碼管顯示器電路的連接,觀看到O~9阿拉伯數(shù)字的變換。
在操作平臺上實驗BCD加計數(shù)器時,可以不用實驗板上加計數(shù)器部件,將4518插在操作平臺數(shù)字集成電路插座上,按照通常面包板實驗步驟搭接電路,4511輸出端Q1~Q4與電平顯示器插口X1~X4以及譯碼器數(shù)據(jù)輸入插口A~D相連,測試其功能。同樣,在實驗譯碼器時,將4511從原來的插座上取下來,插在操作平臺數(shù)字集成電路插座上搭接電路,并用帶有插針的軟導(dǎo)線把4511輸出端a~g與原集成電路插座上相應(yīng)的第9~15管腳插孔連通,把數(shù)碼管(帶限流電阻器)接入測試電路,用來實驗4511功能。
下圖為數(shù)字集成電路實驗板一位數(shù)碼顯示器示范連接。
時鐘電路采用TTL數(shù)字集成電路74LSOO(1/2),定時電阻器選用2.2kΩ,定時電容器選用220μF,時鐘電平顯示器選用白色發(fā)光二極管,限流電阻器為390Ω。時鐘信號由74LSOO笫6腳輸出端通過兩端帶有插針的軟導(dǎo)線與CD4518時鐘端CP相連,CD4518輸出端Q1~Q4通過導(dǎo)線分別與電平顯示器X1~X4相連,Q1~Q4還通過導(dǎo)線分別與CD4511數(shù)據(jù)輸入端ABCD相連。接通電源開關(guān)S5,時鐘端白色發(fā)光二極管閃亮,與此同步的4位電平顯示器紅色、綠色、黃色和藍色發(fā)光二極管顯示出BCD碼,數(shù)碼管顯示出O~9阿拉伯數(shù)字。
數(shù)字集成電路實驗板需要配備實驗所用的元器件插件,其數(shù)量和規(guī)格可以參照數(shù)字集成電路基本實驗元器件明細表。實驗板采用面包板連接電路的模式與基本數(shù)字部件相結(jié)合的方法進行數(shù)字集成電路基本實驗,既能保證搭接電路的直觀性、靈活性,又能保證搭接電路的可靠性、便捷性;實驗電路不需要焊接,無污染,可以不用交流電源,操作安全,采用一體化電路實驗板,管理方便,特別適用于數(shù)字集成電路課堂教學(xué)。
五、數(shù)字集成電路實驗板坐標圖
下圖為數(shù)字集成電路實驗板坐標圖,每一個格的間距為2.54mm,供繪制印刷電路板圖時參考。
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