3.7 數字電路識圖

3.7.1 數字電路識圖的方法

數字電路是實現一定邏輯功能的電路，稱為邏輯電路，又稱為開關電路。這種電路中的晶體管一般都工作在開關狀態。數字電路可以由分立元器件構成（如反相器、自激多諧振蕩器等），但現在絕大多數是由集成電路構成（如與門電路、或門電路等）。要看懂數字電路圖，一是應掌握一些數字電路的基本知識；二是了解二進制邏輯單元的各種邏輯符號及輸出、輸入關系；三是掌握一些邏輯代數的知識。具備了這些基本知識，也就為看懂數字電路圖奠定了良好基礎。

數字電路識圖方法如下所述。

1．是是非非看邏輯

通過閱讀電路說明書來了解邏輯電路的結構組成、功能、用途，也可通過閱讀真值表，了解輸出與輸入間的“是”或“非”的邏輯關系，掌握各單元模塊的邏輯功能。

2．元器件功能看引腳

數字電路中往往使用具有各種邏輯功能的集成電路，這樣會使整個電路更簡單、可靠。但也為識圖帶來一定困難。因為看不到集成塊內部的元器件及電路組成情況，只能看到外部的許多引腳，這些引腳各有各的作用，這些引腳與外部其他元器件或電路連接，可以實現一定的功能。實際上很多時候并不需要知道集成塊內部電路的組成情況，只需了解外部各引腳的功能即可。集成電路各引腳的功能用文字加以注明，如電路中沒給出文字說明或參數，則應查閱有關手冊，了解集成塊的邏輯功能和各引腳的作用。對一些常用的集成電路，如常用的運算放大器LM324、四二輸入與非門74LS00、CH7555時基電路等，讀者應記住各引腳的功能，這對快速、準確識圖有所幫助。如圖3-13和圖3-14所示，分別為74LS00、CH7555的引腳圖。

3．功能分解看模塊

對數字電路可按信號流向把系統分成若干個功能模塊，每個模塊完成相對獨立的功能，對模塊進行工作狀態分析，必要時可列出各模塊的輸入、輸出邏輯真值表。

4．綜合起來看整體

將各模塊連接起來，分析電路從輸入到輸出的完整工作過程，必要時可畫出有關工作波形圖，以幫助對電路邏輯功能的分析、理解。

3.7.2 邏輯圖

采用邏輯符號表達電路各部分之間的邏輯關系的工作原理的圖稱為邏輯圖。它廣泛應用于數字電路中，用以表示各種具有邏輯功能的單元電路。由于大規模集成電路的迅速發展，在繪制數字電路圖時，不必考慮元器件的內部結構組成情況，而由邏輯圖取而代之。

1．邏輯圖的繪制方法

同原理圖一樣，繪制邏輯圖要求層次清楚、布局合理、線條均勻，有利于閱讀。如圖3-15所示。

二-十進制計數器是用二進制計數單元構成的十進制計數器。圖3-15中由4個J-K觸發器構成8421碼編碼二-十進制計數器。觸發器AT4的計數脈沖來自Q1，它的兩個J輸入端分別接到Q2和Q3。在AT4觸發器置0后，欲翻轉為“1”狀態，必須在第8個脈沖后沿到來后，即AT4輸出Q4才能由“0”變為“1”。第9個脈沖輸入后，計數器計數狀態從1000變為1001。第10個脈沖輸入后，計數器狀態變成0000。

（1）符號統一

同一元器件在同一電路、同一張邏輯圖中不能出現兩種符號，必須采用符合國家標準的符號，大規模集成電路的引腳名稱保留外文字母標注方法。

（2）信號流向

一般信號流向由左向右、自下而上（這點與其他原理圖不同），即輸入在左（下）、輸出在右（上）。

（3）分組連線

為了有利于電路原理分析和應用，應將功能相同的或有關聯的線排在一組，保持間距。例如，單片機的數據總線、地址總線等。

（4）引腳標注

大規模集成塊，引腳之間距離太小，引腳名稱和引腳標號不能同時標注，可以擇其一種標注，而另用一張圖標注引腳排列及功能；對于多只相同的集成電路元器件，可標注其中一個即可。

2．邏輯圖的化簡

關于簡化原理圖的規則，同樣適合邏輯圖。當連線較多時，可采取單線表示法、同組省略法和斷線表示法。