[实用新型]数显逻辑分析笔

说明书

本实用新型是一种检测分析调试数字电子器件的袖珍工具，它具有逻辑检测分析和输出脉冲两大功能，用于分析调试工作电源为5V的TTL、DTL、HTL、CMOS逻辑电路。

目前，逻辑笔作为一种袖珍检测调试工具已广泛应用于计算机的维修和数字电路的开发调试中，完成示波器的功能。但是，其显示采用多个分立的发光二极管，显示不直观；只能定性地检测逻辑状态和脉冲的有无，显示的信息量不多，不具有逻辑分析能力；在检测和记忆脉冲时，需要预先设置开关状态，实时检测功能不强，而且操作不方便。由于受体积的限制，尚无一种综合解决以上不足的方案。

本实用新型的目的是提供一种成本低，体积小，使用方便，检测功能齐全的逻辑笔。它采用单一数码管作为显示器，有实时检测逻辑信号和自动记忆正脉冲的能力。本实时新型还能输出两种频率的脉冲，使其具有逻辑调试的能力。

本实用新型的发明者在经过多次研究实验后，设计了附图1所示电路来实现逻辑检测分析功能。从附图1中可以看出，本实用新型的逻辑检测分析电路由集成芯片74LS00、74LS74、74LS125，共阴极数码管，三极管Q1、Q2，二极管D1、D2，电阻R1～R8，开关SW1组成。开关SW1闭合时，IN端输入不同的逻辑信号，数码管显示也不相同，对应关系如下：

1.IN端为逻辑高电平时，数码管显示“1”；为逻辑低电平时，数码管显示“0”；为逻辑高阻态或悬空时，数码管则显示“.”。

2.IN端为低频周期信号时，数码管交替显示不同符号。为低频脉冲时，数码管交替显示“1”和“－”，“1”代表上升沿和逻辑高电平，“－”代表下降沿和逻辑低电平，由于“－”与“0”的区别，该种显示能记忆脉冲；为逻辑高电平和高阻态之间的变化时，数码管交替显示“1”和“.”；为逻辑低电平和高阻态之间的变化时，数码管交替显示“0”和“.”。

3.IN端为频率约10HZ到100KHZ的周期信号时，数码管显示与2所述基本相同。由于信号频率变高，交替显示的符号被视为同时显示，此时数码或管显示为“1－”，或显示为“1.”，或显示为“0.”。此时，根据数码管显示段码亮度不同，可以估计脉冲的占空比。

4.IN端信号频率约高于100KHZ的脉冲时，数码管只显示“－”。

以上几种显示的自动组合，就可以实时检测输入逻辑信号，判断周期性脉冲的有无，自动记忆正脉冲，反映输入信号的频率特性、时序特性，从而使本实用新型不仅具有逻辑检测功能，而且还具有一定的逻辑分析功能。

为了记忆单个（有限个）负脉冲，可将开关SW1断开，在该状态下IN端一旦变为逻辑低电平，数码管就显示“－”，不再被上升沿清除。该功能特别适于监视逻辑低电平有效的信号是否出现，以及监视串行通讯状态。

本实用新型运用了附图2和附图3所示的电路来产生脉冲，选择适宜的电阻电容参数，使定时器U4输出脉冲的频率约1HZ，使定时器U5输出脉冲的频率约100KHZ。它们均可由开关连接到IN端输出，同时由逻辑检测分析电路监视，使其输出脉冲的功能增强。

与现有逻辑笔相比，本实用新型基本在不增大体积和提高造价的前提下，具有如下优点：

1.以数字形式显示逻辑状态，众多的逻辑信息以不同的符号显示在同一数码管上，从而使显示变得直观。

2.能根据不同的显示，检测10多种不同逻辑信号，反映逻辑信号的性质，估计状态变化的频率、脉冲的占空比等，使逻辑检测性能完善，进而具有一定的逻辑分析能力。

3.本实用新型在实时检测逻辑信号时，还能自动显示周期性脉冲的有无并记忆正脉冲，使检测操作简化。

4.本实用新型在输出脉冲的同时，数码管显示其输出状态。在输出1HZ脉冲时，数码管交替显示“1”和“－”，使用者可根据显示来输出一定数目的脉冲，使输出达到预定的要求。

下面结合附图4说明本实用新型的制造过程

附图4（a）为本实用新型结构轴向剖面图，附图4（b）为俯视图。其中1为探针，它与电路图中的IN端相接；2为外壳；3为数码管；4为印刷电路板；5为四位开关；6为自攻螺钉；7为电源连线，给本实用新型提供5V工作电源。

数显逻辑分析笔是这样制造的，先按附图1、附图2、附图3所示电路，设计器件的布线图，订制印刷电路板；然后在印刷电路板上焊接所有器件及探针、电源线、开关，此时印刷电路板及其全部焊接件可完成本实用新型的全部功能；最后按附图4所示结构设计安装外壳，本实用新型便成为一种正式产品。