数字电路图的识图方法

本文主要介绍数字逻辑电路的分析方法、重点、难点和综合应用举例。读者可从这些实际应用举例中，加深对理论的理解和认识。
 1.数字逻辑电路的看图方法
实现一定逻辑功能的电路，称为逻辑电路，又称为开关电路、数字电路。这种电路中的晶体管一般都工作在开关状态。数字电路可以由分立元件构成（如反相器、自激多谐振荡器等），但现在绝大多数是由集成电路构成（如与门电路、或门电路等）。要看懂数字电路图，首先应掌握一些数字电路的基本知识；二是为了了解二进制逻辑单元的各种逻辑符号及输出、输入关系；三是还应掌握一些逻辑代数的知识。具备了这些基本知识，也就是为看懂数字电路图奠定了良好基础。
（1）“是是非非看逻辑”
通过阅读电路说明书来了解逻辑电路的结构组成、功能、用途，也可通过阅读真值表，了解输出与输入间的“是”或“非”的逻辑关系，掌握各单元模块的逻辑功能。
（2）元器件功能看引脚
数字电路中往往使用具有各种逻辑功能的集成电路，这样会使整个电路更简单、可靠，但也为识图带来一定困难。因为看不到集成块内部元器件及电路组成情况，只能看到外部的许多引脚，这些引脚各有各的作用，可与外部其他元器件或电路连接，以实现一定的功能。实际上很多时候我们并不需要知道集成块内部电路组成情况，只需了解外部各引脚的功能即可。集成电路各引脚的功能用文字加以注明，如电路中没给出文字说明或参数，则应查阅有关手册，了解集成块的逻辑功能和各引脚的作用。对一些常用的集成电路，如常用的LM324运算放大器、74LS00四二输入与非门、555时基电路等，读者应记住各引脚的功能，这对快速、准确识图有所帮助。图1和图2分别为74LS00、CH7555的引脚图。

图1 74LS00引脚图

图2  CH7555引脚图
（3）功能分解看模块
对数字电路可按信号流向把系统分成若干个功能模块，每个模块完成相对独立的功能，对模块进行互操作状态分析，必要时可列出各模块的输入、输出逻辑真值表。
（4）综合起来看整体
将各模块连接起来，分析电路从输入到输出的完整工作过程，必要时可画出有关工作波形图，以帮助对电路逻辑功能的分析、理解。
2.逻辑图
采用逻辑符号表达电路各部分之间的逻辑关系的工作原理图称为逻辑图。它广泛应用于数字电路中，用以表示各种具有逻辑功能的单元电路。由于大规模集成电路的迅速发展，在绘制数字电路图时，不必考虑元器件的内部结构组成情况，而代之以逻辑图。
（1）逻辑图的绘制方法
同原理图一样，绘制逻辑图要求层次清楚、布局合理、线条均匀，有利于阅读，如图3所示。

图3  二一十进制计数器
二一十进制计数器是用二进制计数单元构成的十进制计数器。图中由4个J-K触发器构成8421编码二一十进制计数器。触发器F4的计数脉冲来自Q1，它的两J输入端分别接到
Q2和Q3。在F4触发器置“0”后，欲翻转为“1”状态，必须在第8个脉冲后沿到来后，即F4输出Q4后才能由“0”变为“1”。第9个脉冲输入后，计数器计数状态从1000变为1001。第10个脉冲输入后计数器状态变成0000。
绘制时应注意：
1）符号统一  同一元器件在同一电路，同一张逻辑图中不能出现两种符号。必须采用复合国家标准的符号，大规模集成电路的引脚名称保留外文字母标注方法。
2）信号流向  一般信号流向由左向右，自下而上（这点与其他原理图不同），即输入在左（下），输出在右（上）。
3）分组连线  为了有利于电路原理分析和应用，应将功能相同的或有关联的线排在一组，保持间距。如单片机的数据总线、地址总线等。
4）引脚标注  大规模集成块、引脚之间距离太小，引脚名称和引脚标号不能同时标注，可以择其一种标注，而另一张图标引脚排列及功能；对于多只相同的集成元件，可标注其中一个即可。
（2）逻辑图的花间
简化逻辑图的规则，同样适合逻辑图。关于连线较多，可采取单线表示法、同组省略法和断线表示法。