逻辑状态测试笔任务书
模拟电路 课程设计任务书 逻辑信号电平测试器
摘要在检修数字集成电路组成的设备时，经常需要使用万用表和示波器对电路中的故障部位的高低电平进行测量，以便分析故障的原因。
使用这些仪器能较准确的测出被测点信号的电平的高低和被测电平的周期，但是使用者必须一方面用眼睛看着万用表的表盘或示波器的屏幕，另一方面还要寻找测试点，因此使用起来很不方便。
本文介绍了一个逻辑信号电平测试器，它可以方便快捷的测量某一点的电位的高低，通过声音的有无和声音的频率来判定被测电位的电平范围，从而能解决平常对电路中某点的逻辑电平进行测试其高低电平时，采用很不方便的万用表或示波器等仪器仪表的麻烦。
该测试器采用运算放大器作电压比较器进行电平判断，根据电平高低使音响电路产生不同频率方波驱动扬声器，使扬声器有相应不同的声调输出提示。
从而达到了测试效果。
关键词放大器；逻辑信号；电平测试；高电平；低电平模拟电子技术课程设计任务书一、课程设计的任务和目的学生通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。
二、课程设计的基本要求1、掌握电子电路分析和设计的基本方法。
包括：根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。
2、培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。
包括：学会自己分析解决问题的方；对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障；能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。
3、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。
4、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。
5、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观。
简易三态逻辑测试笔的设计制作
简易三态逻辑测试笔的设计制作前言在医疗仪器的维修中，经常需要对电路板的逻辑电路的输出状态进行判断，以便了解电路的工作情况和故障所在，以往一般都是用万用表来测量，此种方法在管脚多时非常不方便，而且高阻状态是万用表测不出来的。
本论文就此专门设计了一种简易三态逻辑测试笔，专门用于测定逻辑电路的输出状态，更加方便仪器故障的诊断和维修。
图--1 原理图1．电路原理所谓输出三态，即数字集成电路输出有三种方式：高电平(与正电源相连)，低电平(与地相连)，高阻态(不与任何支路相连，相当于悬空状态)。
TTL电平输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V，最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。
CMOS电平“1”逻辑电平电压接近于电源电压，“0”逻辑电平接近于0V，而且具有很宽的噪声容限。
电路原理图如（图—1）所示，设Vin>3.5v时为高电平，小于1.2V为低电平，当Vin为第三态时相当于悬空，固定输出电压的稳压IC78L05输出的电压为5V，此时电压为R1和R2分压后所得电压为2.5V左右。
当Vin输入电压大于3.5V时，U1①、⑦脚为低电平→U2①、③脚为低电平→U2②、④脚为高电平→U3②、③脚为高电平→U3①脚为低电平，红色发光管D1点亮；U1①、⑦脚为低电平→U3⑤、⑥脚为低电平→U3④脚为高电平，绿色发光管D2不亮；U1①、⑦脚为低电平→U2⑤脚为低电平→U2⑥脚为高电平→U3⑨脚为高电平 + U3⑧脚为低电平→U3⑩脚为高电平，黄色发光管D3不亮。
当Vin输入电压小于1.2V时，U1①、⑦脚为高电平→U2①、③脚为高电平→U2②、④脚为低电平→U3②、③脚为低电平→U3①脚为高电平，红色发光管D1不亮；U1①、⑦脚为高电平→U3⑤、⑥脚为高电平→U3④脚为低电平，绿色发光管D2点亮；U1①、⑦脚为高电平→U2⑤脚为高电平→U2⑥脚为低电平→U3⑨脚为低电平 + U3⑧脚为高电平→U3⑩脚为高电平，黄色发光管D3不亮。
《电子技术基础》逻辑测试笔实验报告
《电子技术基础》逻辑测试笔实验报告一、实验目的1、掌握半导体器件二极管、三极管的工作原理，学会集成逻辑芯片的使用。
2、掌握逻辑与非门的输入输出逻辑关系。
3、掌握电路设计的基本方法、培养电路的综合设计与调试能力。
4、培养实践技能，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验仪器1、焊接工具：电烙铁、焊锡、斜口钳。
2、调试仪器：直流稳压电源，万用表。
3、元器件：三、实验原理1、电路原理图：2、工作原理：当被测点为高电平时，D1导通，Q1发射极输出高电平，经U2B反相后，输出低电平,红色发光二极管导通而发光。
此时，D2截止，U1A输出低电平，U3C 输出高电平。
使绿色发光二极管截止而不发光。
当被测点为低电平时，D2导通，从而使U1A输出高电平。
U3C输出低电平。
绿色发光二极管导通发光，此时，D1截止，Q1发射极输出低电平，经U2B反相后，输出高电平，红色发光二极管截止而不发光。
四、实验内容及步骤1、实验内容：1)熟悉有关电子元器件的使用及焊接技术；2)学习逻辑测试笔电路原理图的分析方法；3)完成逻辑测试笔电路的制作。
2、实验步骤：1)识别器件，测试器件性能的好坏；2)对PCB板进行合理布局；3)焊接制作电路板；4)调试电路板；5)测试相关参数。
五、实验原始数据记录与数据处理1、当测试点为高电平时，分别测试U1A、U2B、U3C输出端的电压值？U1A：0VU2B：0VU3C：5V2、当测试点为低电平时，分别测试U1A、U2B、U3C输出端的电压值？U1A：5VU2B：5VU3C：0V六、实验结果与分析讨论实验结果：当被测点为高电平时，红色发光二极管导通发光。
绿色发光二极管截止而不发光。
当被测点为低电平时，绿色发光二极管导通发光，红色发光二极管截止而不发光。
七、结论数字电路是最基本的逻辑关系有3种，即与逻辑或逻辑和非逻辑，它们可由相应的与门，或门和非门来实现与或非三种基本逻辑门电路是数字电路的基本单元。
八、实验心得体会。
基本RS触发器逻辑功能测试任务书
基本RS触发器逻辑功能测试班级：姓名：工位：成绩：【实训目的】1、了解基本RS触发器的工作原理；2、掌握由与非门、或非门组成的基本RS触发器的逻辑功能；3、熟记构成基本RS触发器的两组电路；【教学条件】5V直流电源、数字式万用表、数字电路模块、集成器件一、基本RS触发器电路和工作原理（2×14=28分）【学生任务一】在基本RS触发器中，R为端，即置端；S为端，又称置端；字母上加“非”号表示有效，Q和Q-为互补输出。
在或非门电路组成的基本RS 触发器中，R、S为电平有效。
在R-、S-两者不允许同时为，而对R、S两者不允许同时为，否则R-、S-由0、0变为1、1使Q状态；同理，R、S由1、1变为0、0，Q状态也，而触发器均有两个互补输出端，而输出状态均以Q命名，即输出1态表示，输出0态表示。
因而触发器Q可以为两个。
【学生任务二】请分别画出由与非门、或非门组成的基本RS触发器电路（2×5=10分）二、实训内容与实训步骤【学生任务三】1、与非门组成基本RS触发器功能测试（10分）（1）将直流稳压电源调整到+5V，关闭电源开关，将电源连接到各器件和模块上。
（2）按教材第123页图3-1（a）接线，输入端R-、S-的1或0用AX21模块输入，输出状态用AX26模块观察（指示灯亮表示输出高电平，用“1”表示；指示灯不亮表示输出低电平，用“0”表示），开启电源按表1所示，依序号次序测试，结果记录在下表中。
表12、或非门组成基本RS触发器功能测试（10分）或非门组成基本RS触发器功能测试按教材第125页图3-2（a）接线，实训步骤同（1），开启电源按表2所示，依序号次序测试，结果记录在下表中。
表2结论分析：由以上实验可知，触发器的输出状态不但与有关，而且和触发器的有关；输入信号直接决定触发器的输出状态。
（3×2=6分）【学生任务四】本次测试存在问题及解决办法（6分）学生逻辑功能测试现场记录表一、电路工作情况（接线、逻辑功能测试规范检查）记录。
逻辑测试笔的制作与测试PPT学习教案
与 或门门
非门
A B
&Y
A B A
≥ 1
1
Y Y
与非 门或非 异门或 门
A B
&
Y
A B A B
≥ 1 = 1
Y Y
第33页/共71页
表示式
Y= YA=B A+ BY YYA=A==B YA=+BAB
六、常用TTL集成芯片的使用
半导体器件如晶体二极管、三极管和MOS管都有导通 和截止的开关作用，器件特性分为静态特性和动态特性， 前者指器件在导通与截止两种状态下的特性，后者指器件 在状态转换过程中的特性。
4、 异或门
表示式：L=A B =AB + AB 符号： A =1 L B
A L
B 真值表特点: 相同则0,
不同则1
真值表 A B AB AB L 00 0 0 0 01 1 0 1 10 0 1 1 11 0 0 0
“同或” Z=A⊙第B32页/A共B71页 AB A B
门电路小结
门电路 符号
2、表达式 ：
(N )2 Ki 2i i
Ki为基数2的第i次第幂13页的/共系71数页 。
位权
第14页/共71页
3、二进制数的波形表示：
计数器的波形：
第15页/共71页
（三） 十—二进制之间的转换
1. 十进制整数(N)D可写成：
(N)D bn 2n bn1 2n1 ... b1 21 b0 20
符号 ：
A B
&
L
A
B
L
A B AB L 00 0 1 01 0 1 10 0 1
多个逻辑变量时:
L=AB C
第29页/共71页
逻辑测试笔的设计与制作
从与逻辑的真值表可以看出，与逻辑的运算规律为：有0得0，全1得1。
1.2：逻辑函数
1.2.1 逻辑函数与逻辑运算 1．基本逻辑运算
（2）或运算 或逻辑关系：决定事物结果的几个条件中，只要有一个或一个以
上条件得到满足，结果就会发生。 如图1-2（a）电路中，开关A和B是并联的，只要有一个开关闭合，灯
（1）十进制（Decimal）
十进制是人们最熟悉的一种计数制，它的基数为10，用0、1、2、3
、4、5、6、7、8、9共10个数码（或系数），按“逢十进一”的规律计
数，例如：9+1=10。
任何一个十进制数都可以写成以10为底的幂之和的形式，即其位权
展开式为
n1
(N )10 ai 10i im
就亮；只有当开关全部断开时，灯才灭。
(a) 电路模型
(b)逻辑符号
图1-2 或逻辑
1.2：逻辑函数
1.2.1 逻辑函数与逻辑运算 1．基本逻辑运算
（2）或运算
实现或逻辑的电路称为或门，或逻辑和或门的逻辑符号如图1-2（b）
所示，符号“≥1”表示或逻辑运算。其中“或”的条件可以有多个。若用逻
辑表达式来描述，则写为Y=A+B，式中的符号“+”读作或（或读作“加”
校验位和信息位所组成的每组代码中含有奇数个“1”；做为“偶校验”时， 使校验位和信息位所组成的每组代码中含有偶数个“1”。
奇偶校验码常用于代码的传送过程中，对代码接收端的奇偶性进行检 查，与发送端的奇偶性一致，则可认为接收到的代码正确。否则，接收到 的一定是错误代码。
1.2：逻辑函数
1.2.1 逻辑函数与逻辑运算 1．基本逻辑运算
逻辑笔课程设计
逻辑笔课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解逻辑笔的基本原理和功能，掌握其使用方法。
2. 学生能够运用逻辑笔进行电路检测，分析并解决简单的电路问题。
3. 学生能够描述逻辑笔在日常生活和电子技术中的应用。
技能目标：1. 学生能够正确使用逻辑笔进行电路检测，提高动手操作能力。
2. 学生能够通过逻辑笔检测电路，培养观察、分析和解决问题的能力。
3. 学生能够运用所学知识，设计简单的电路并进行检测。
情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，增强学习动力。
2. 学生在学习过程中，培养团队合作精神，学会互相帮助。
3. 学生认识到逻辑笔在科技领域的重要性，增强对科学技术的尊重和热爱。
课程性质：本课程属于电子技术基础课程，旨在帮助学生掌握逻辑笔的使用，提高电路分析能力。
学生特点：五年级学生具有一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手操作。
教学要求：教师应注重实践操作，引导学生主动探索，培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
通过本课程的学习，使学生达到以上课程目标，为后续电子技术学习打下坚实基础。
二、教学内容本节课教学内容主要包括以下三个方面：1. 逻辑笔基本原理：- 介绍逻辑笔的工作原理，如高低电平的判断方法。
- 解释逻辑笔的电路符号及其在实际电路中的应用。
2. 逻辑笔的使用方法：- 讲解逻辑笔的使用步骤，包括连接、检测和判断。
- 演示逻辑笔在实际电路中的应用，如检测LED灯、继电器等元器件的工作状态。
教学内容关联教材第3章第2节“逻辑笔的使用”。
3. 电路检测与分析：- 设计简单的电路，让学生使用逻辑笔进行检测和分析。
- 引导学生观察电路现象，运用逻辑笔判断电路中可能存在的问题。
教学内容关联教材第3章第3节“电路检测与分析”。
教学进度安排：1. 课堂导入：5分钟，简要介绍逻辑笔的基本原理和应用。
2. 逻辑笔使用方法讲解与演示：15分钟，讲解逻辑笔的使用方法，并进行实际操作演示。
实验一逻辑门电路逻辑功能的测试
实验一逻辑门电路逻辑功能的测试实验室实验箱编号时间一、实验目的１. 熟悉数字逻辑实验箱的结构、基本功能和使用方法。
２．掌握常用非门、与非门、或非门、与或非门、异或门的逻辑功能及其测试方法．二、实验器材1。
数字逻辑实验箱1台２。
万用表1只３。
元器件:ｃc401１两块，ｃｃ4030一块,导线若干三、实验说明1．数字逻辑实验箱提供5 V 0．２Ｖ的直流电源供用户使用2。
连接导线时，为了便于区别，最好用不同颜色导线区分电源和地线,一般用红色导线接电源，用黑色导线接地．３．注意用电安全,实验中连线时断电操作。
四、实验内容和步骤1。
测试与非门电路逻辑功能将cc4０11正确接入面包板，注意识别１脚位置，按表１-1要求输入高、低电平信号,测出相应的输出逻辑电平。
将ｃｃ4030正确接入面板,注意识别１脚位置，按表1-2要求输入信号，测出相应的输出逻辑电平表１。
2cc４01ｌ逻辑功能测试表用cc40１1将图1。
1，图１。
2自己设计接线,将输入输出逻辑关系分别填入表１。
3、表1。
4中图1。
1图１．２表写出上面两个电路逻辑表达式。
五、实验报告要求１。
整理实验结果,填入相应表格中,并写出逻辑表达式。
2.小结实验心得体会．实验二组合逻辑电路的设计与测试实验室实验箱编号时间 一、实验目的1．掌握组合逻辑电路的功能测试。
２。
验证半加器和全加器的逻辑功能. 二、实验器材1。
数字逻辑实验箱１台 2． 万用表 1只3.元器件：cc4011三块，cｃ4030一块,导线 若干 三、实验说明1. 注意用电安全，实验中连线时断电操作。
2 注意按图接线，千万不要将两个门电路的输出端误接在一起。
四、实验内容和步骤１．组合逻辑电路功能测试。
图2。
１（１）用2片c ｃ4０11组成半加器图２。
1所示电路上连线.为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。
（２）图中Ａ、B 、C 接电平开关，Y ｌ,Ｙ2接发光管电平显示。
(3)按表要求,改变Ａ、B 、Ｃ的状态填表并写出Y ｌ，Y2逻辑表达式. （４）将运算结果与实验比较，得出判断结论。
五用途三态音频逻辑笔--模电课设报告.
课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计题目：五用途三态音频逻辑笔学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：2013 年 3 月10 日模拟电路 课程设计任务书2012－2013 学年第 2学期 第 1 周－ 3 周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要逻辑笔是采用不同颜色的指示灯为表示数字电平的高低的仪器.它是测量数字电路子种较简便的工具.使用逻辑笔可快速测量出数字电路中有故障的芯片.逻辑笔上一般有二三只信号指示灯,红灯一般表示高电平,绿灯一般表示低电平.黄灯表示所测信号为脉冲信号。
此次设计的五用途三态音频逻辑笔，电路主要由多谐振荡器、四双向开关CD4066与一些阻容元件构成的门电路等组成。
其中多谐振荡器由555和R7、R8、R9、C1构成，其振荡频率受IC1-3的通断状态控制。
关键字:NE555 CD4066前言 (1)第一章系统设计 (2)1.1课程设计的要求 (2)1.2总体电路的设计 (2)1.3555无稳态多谐电路的设计： (3)第二章系统组成及工作原理 (4)2.1系统原理图 (4)2.2系统工作原理 (4)2.3CD4066原理 (5)第三章电路安装与调试 (7)3.1电路的安装 (7)3.2电路的调试 (7)第四章实验结论 (8)参考文献 (9)前言科学技术是第一生产力。
以前的三次工业革命就使我们的社会发生了翻天覆地的变化，使我们由手工时代进入了现代的电器时代。
同时科技在国家的国防事业中发挥了重要的作用，只有科技发展了才能使一个国家变得强大。
而作为二十一世纪的主义，作为一名大学生，不仅仅要将理论知识学会，更为重要的是要将所学的知识用于实际生活之中，使理论与实践能够联系起来。
电子课设是电子技术学习中非常这哦那个要的一个环节，是将理论与实践相结合的环节，是真正锻炼学生实践能力的环节。
数字电路基础逻辑测试笔的分析与制作作业
数字电路基础逻辑测试笔的分析与制作作业逻辑测试笔的分析与制作作业1、什么是进位计数制中的基数与权值？2、分别说明⼆进制、⼋进制与⼗六进制的特点及相互转换⽅法。
3、将下列⼆进制数转换成⼗进制、⼋进制和⼗六进制数：（1）1011B （2）1010010B（3）1111101B （4）1001.1001B4、将下列⼗进制数转换成⼆进制、⼋进制和⼗六进制数：（1）98 （2）128（3）4095 （4）32.3125、完成下列数的转换：（1）（375.236）8=（）16=（）2（2）（48A）16=（）8=（）106、将⼗进制数154转换成：（1）8421 码⼆-⼗进制数；（2）2421 码⼆-⼗进制数。
7、将5421BCD码1000 0111 1001转换成⼗进制数。
8、逻辑代数中最基本的逻辑运算是什么？9、逻辑代数与普通代数有哪些主要区别？10、什么叫真值表？试写出两个变量进⾏与运算、或运算及⾮运算的真值表。
11、列出下列逻辑函数的真值表，说明题中F1和F2有何关系：F1=A＋ B＋ CF2=B＋C＋A12、写出下列表达式的对偶式：（1）F=（A＋B）（⼗C）（C＋DE）（2）F=（＋C）13、利⽤反演规则求下列函数的反函数：(1）F＝（A＋＋）（＋B＋C）（2）F＝A⼗C＋C（＋B＋C）14、利⽤逻辑代数的基本定理和公式证明下列等式：（1）AB⼗C＋C＝AB＋C（2）A＋BD＋D＋DC ＝A＋D（3）BC＋D＋（＋）( AD＋B）＝ B＋D（4）A＋B＋C＝B＋C＋A（5）AB＋BC＋CA＝（A＋B）（B＋C）（C＋ A）15、什么是逻辑函数的最简表达式？逻辑函数的最简表达式是唯⼀的吗？什么是逻辑函数的最简“与或”表达式？16、⽤公式法将下列函数化简为最简的“与或”表达式：（1）F＝＋BC＋AB（2）F＝A⼗B＋BCD（3）F＝B＋C＋＋AD（5）F＝ A（B＋）＋（＋C）＋BCD＋D17、什么叫最⼩项？最⼩项有哪些性质？简述最⼩项的编号⽅法。
(数字电子技术)项目一逻辑测试笔的制作与调试
THANKS
感谢观看
调试与优化
根据仿真测试结果，对逻辑功 能代码进行调试和优化。
电路板制作
设计电路板：根据硬件设计， 绘制电路板图纸。
选择合适的电路板制作材料： 如FR4或CEM-1等。
制作电路板：将电路板图纸交 给专业的电路板制作厂家进行 加工。
电路板检测：对制作完成的电 路板进行检测，确保其电气性 能符合要求。
元器件选择与采购
降低检测成本
逻辑测试笔的成本相对较 低，能够降低电子设备维 修和调试的成本。
项目目标和预期成果
完成逻辑测试笔的设计与制作
实现逻辑测试笔的基本功能
根据项目要求，设计和制作一款符合实际 应用需求的逻辑测试笔。
确保逻辑测试笔能够准确测量数字电路中 的信号，并具有高灵敏度和低误差率。
提高逻辑测试笔的易用性
降低逻辑测试笔的成本
优化产品设计，使其更符合用户使用习惯 ，提高易用性和舒适性。
在保证性能的前提下，尽可能降低逻辑测 试笔的制作成本，提高性价比。
02
逻辑测试笔的设计与实现
硬件设计
电源模块
逻辑芯片
输入与输出接口
设计一个稳定的电源模 块，为整个逻辑测试笔 提供稳定的直流电压。
选择合适的逻辑芯片， 如74HC系列，实现逻辑
展望一
拓展更多逻辑门测试功能：未来，我们将继续研究和开发 更多种类的逻辑门测试功能，以适应更广泛的电子设备维 修和教学需求。
展望二
提高测试笔的智能化程度：随着技术的发展，我们将探索 将人工智能技术应用于逻辑测试笔中，以提高测试的准确 性和智能化程度。
展望三
拓展应用领域：除了电子设备维修和教学领域，我们还将 探索将逻辑测试笔应用于其他相关领域，如电子产品研发、 生产等，以拓展其应用范围。
简易三态逻辑测试笔
目录摘要 (I)1 课程设计要求 (1)1.1 目的 (1)1.2 要求 (1)2 元器件的功能和作用 (2)2.1 LED发光原理 (2)2.2 LED的特性 (3)2.3 运算放大器工作原理 (3)2.4 稳压IC (5)3 设计原理及方案 (8)4 集成电路简介 (9)5 元器件清单 (10)结束语 (11)参考文献 (12)1 课程设计要求1.1 目的1．熟悉工程实践中电子电路的设计方法和规范，达到综合应用电子技术的目的。
2．学习文件检索和查找数据手册的能力。
3．学习元器件的选择与应用。
4．学习电子制图软件的使用。
5．学会整理和总结设计文档报告。
1.2 要求一、要求电路能够检测出高电平、低电平和高阻三种状态。
二、要求电路能够在一定范围内对高电平和低电平的状态进行调整，高电平的设定范围为（2~5）V的状态，低电平设定范围为（0~1）V的状态。
三、要求电路能够将测试结果予以显示2 元器件的功能和作用2.1 LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP （磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图2-1所示。
图2-1二极管发光原理及波形假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
项目一 逻辑测试笔制作
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项目一 逻辑测试笔制作 方法：整数部分采用“除基取余法” 小数部分采用“乘基取整法” ［例］ 将十进制数 (174.437)10 转换成十六进制数。 (要求十六进制数保留到小数点以后 5 位) 0.437 整数 余数 ×16 16 174 读 6.992 6 16 10 E 数 ×16 0 A 顺 15. 872 F 读 × 16 序 数 13.952 D 顺 ×16 一直除到商为 0 为止 序 15.232 F ×16 3.712 3 (174 .437 )10 = (AE .6FDF3 ) 16
项目一 逻辑测试笔制作
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1.1 项目描述
在数字电路中，主要研究的是输出信号的状态（0或1） 和输入信号的状态（0或1）之前的关系，这是一种因 果关系，也就是所谓的逻辑关系，即电路的逻辑功能。 在数字电路中，经常要检测电路的输入和输出是否符 合所要求的逻辑关系，用万用表测试数字电路电平的 高低显得很不方便，可以用逻辑测试笔来测试，逻辑 测试笔也叫逻辑探针，它是数字电路设计、实验、检 查和维修中最简单的工具。 本项目采用集成门电路制作一支逻辑测试笔。
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若用 R 表示 R 进制的基数，用 K 表示数码，Ki 为第 i 位数码， 对于一个具有 n 位整数和 m 位小数的 R 进制数 N ，可表示为：
( N )R
十 0 1 2 3 4 5 6 7 二 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 八 0 1 2 3 4 5 6 7
项目一 逻辑测试笔制作
逻辑笔实训报告
辑逻笔单片机技术实战一、目的和作用使学生加深对单片机原理的认识，提高学生的创新能力和动手能力，提升学生综合素质。
二、设计要求a.逻辑显示：低电平：绿灯亮；高电平：红灯亮；电平变化：黄灯亮 b.电平变化锁存：一旦电平有变化（0->1或1->0）则锁定黄灯 c. 数值显示：4位led d．脉宽测量：测量范围：10μs~9999μs 最小分辨：1μs 三、设计过程（一）硬件设计：1．设计过程说明：根据题目设计要求，本人将此作品通过开关s1的状态分两种功能运行方式：1）逻辑电平测试显示；2）脉宽测量和数值显示。
运行逻辑电平测试时，通过开关状态来判断需要不需要进入状态锁定。
运行测脉宽时，采用根据int0，int1口的状态开始计数，计数完后判断有无超过9999us，有则分屏显示。
在测脉宽过程中，可以分别对正负脉宽进行测试。
本作品测试范围通过上下限的扩展，可以达到4us~65536us。
2．单元电路及原理说明：①、逻辑笔探头的设计：如图1，为了提高测试范围和精度，本设计采用int0，int1两个口，在测试脉宽的过程中，因为gate=1，计数器的运行受到int0，int1两个口状态的控制，所以实现了测电平时两个口交错并用。
但为了避免两个口的相互影响，在两个口的输入端分别接入非门74hc04，同时也提高了探头的输入阻抗，提高测试灵敏度。
图1②、按钮功能复用：为了节省硬件资源和成本，本设计采用功能复用，具体体现在充分利用复位按钮上，如图2。
当测试逻辑电平时，按s4，可以切换锁定和不锁定状态；当在测试和显示脉宽时，按s4可以切换测试和显示正负脉宽。
图2③、逻辑电平的状态显示：如图3，当测试到高电平时，此时，p0.0输出低电平，红灯d1亮；当测试到低电平时，此时，p0.2输出低电平，绿灯d3亮；当测试到有电平变化时，此时，p0.1输出低电平，黄灯d2亮.图3④、显示部分原理：如图4图43．电气原理图：如附录1中的图（一）。
五功能智能逻辑笔的设计
五功能智能逻辑笔的设计摘要：逻辑笔在数字电路检测中使用是最广泛的，它不仅新颖方便，而且操作起来方便简单。
作为一种便携式电路检测工具，可以通过不同颜色的LED灯来直接显示出电平的状态。
本课题是基于FPGA设计的一款五功能智能逻辑笔，精确检测5V和3.3V两个逻辑电平，并且还可以检测脉冲信号和高阻态。
本课题采用状态机去设计，LM393双向比较器去构成了一个电平信号采样电路，系统主要由被测信号、逻辑电平测量电路、双向比较器LM393、FPGA的状态机、LED 显示组成。
最终的结果是通过LED灯显示反馈给用户。
关键词：逻辑笔；FPGA；状态机Design of Five-Function Intelligent Logic PenAbstract:Logic pen is the most widely used for digital circuit detection . It is not only novel and convenient , but also convenient and simple to operate . As a portable circuit detection tool , the status of the level can be directly displayed by LED lights of different colors . This subject is a five-function intelligent logic pen designed based on FPGA , which can accurately detects two logic levels of 5V and 3.3V , and can also detect pulse signals and high-impedance states . This subject is designed with a state machine . The LM393 bidirectional comparator constitutes a level signal sampling circuit . The system consists of the signal under test , a logic level measurement circuit , a bidirectional comparator LM393 , a state machine for FPGA , and an LED display . The end result is the feedback to the user through the LED light display.Keywords：Logic Pen; FPGA; State Machine目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (5)1.1课题背景及研究意义 (5)1.2课题的设计要求 (5)1.3课题的研究内容 (6)2 系统概述 (7)2.1方案选择 (7)2.1.1方案一 (7)2.1.2方案二 (7)2.2系统设计原理 (8)2.3系统组成 (8)3 系统硬件设计 (9)3.1 LM393双向比较器 (9)3.2电平信号采样电路 (10)3.3 TTL逻辑电平检测电路 (10)3.4 FPGA简介 (11)3.4.1 FPGA是现场可编程逻辑阵列 (11)3.4.2 面向FPGA的一般的EDA开发流程 (12)3.5 状态机的简介 (12)3.6 LED显示 (13)3.7 硬件整体设计 (13)4 系统软件设计 (14)4.1主程序设计 (14)4.2系统模块介绍 (15)4.2.1 PLL20模块 (15)4.2.2计数器模块CNT10 (15)4.2.3 LGC_PEN模块 (17)4.2.4逻辑笔原理图 (18)4.2.5逻辑笔状态图 (19)4.3 消除毛刺方法 (20)4.3.1 延时方式去毛刺 (20)4.3.2 逻辑方式去毛刺 (20)4.3.3 定时方式去毛刺 (21)4.4 程序仿真 (21)4.4.1 仿真软件 (21)4.4.2 仿真结果 (21)结论 (23)参考文献 (24)附录A 系统电路和相关附图 (25)附录B 全部程序清单 (27)致谢 (33)1 绪论1.1课题背景及研究意义随着现代社会的发展，我们需要在很多领域操作简单，易于携带的探测装置，在任何时间以实现设备故障的初始检测，为以后的维护做准备。
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[4]马玉芳、朴忠学、张国军主编．电子技术实验指导书．2010．3
[5]唐程山．电子技术基础．北京：高等教育出版社．2005
[6]姚福安．电子电路设计与实践．山东：山东科学技术出版社．2002
[7]皇甫正贤．数字集成电路基础．南京：山南京大学出版社．1999
2016年5月23日-24日：设计电路并仿真
2016年5月25日-26日：电路焊接、组装及调试
2016年5月27日-28日：撰写报告
2016年5月29日：现场测试电路功能2016年Biblioteka 月30日：上交作品实物、仿真模型和报告
学习LM339N芯片的选择和使用方法，理解LM339N芯片结构及工作原理，通过运算放大器分别与它们外围电路组成两个电压比较器从而得出被测物体电压的范围。
三、参考资料
[1]康华光．电子技术课程设计模拟部分第五版[M]．北京：高等教育出版社．2006
[2]童诗白、华成英主编．模拟电子技术基础第四版[M].北京：高等教育出版社．2006．5（2009重印）
宁德师范学院课程设计任务书
年级专业
14级电气工程及其自动化
姓名
xxx
学号
xxxx
题目名称
逻辑状态测试笔
课程名称
电子技术课程设计
设计
时间
2016.5.21-
2016.5.30
设计地点
现代音像技术、电工
实验室
一、课程设计（论文）目的
通过查阅资料，综合运用模拟电路、数字电路知识，独立完成满足一定性能指标或特定功能的电子电路的设计、仿真、组装以及调试检测，锻炼学生的实践动手能力，提高分析和解决电子线路中常见实际问题的能力，积累电子制作经验。
二、任务与要求
设计制作一款采用不同颜色的指示灯为表示数字电平的高低的三态逻辑笔，用于测量数字逻辑系统的检测，用发光二极管指示被测点的低电平（绿色）、高电平（红色）、高阻（黄色）三种状态。当（VCC=5V）时，测试点（TP）的电压低于0.8时，L指示绿灯亮，表示测量点为低电平，当TC电压高于2.4时，H指示红灯亮，表示测量点为高电平。当TC电压介于0.8和2.4之间时，HI指示黄灯亮，表示高阻态。
四、成果形式
1、电子文档：任务书、设计报告和评阅表、有电路仿真模型的需提供Multisim或Proteus文件；
2、实物（万能板或PCB单面板）；
3、纸质文档：任务书、设计报告和评阅表。
四、进度安排
2016年5月21日：下达课程设计的计划书、任务书及参考题目
2016年5月22日：分析设计要求与技术指标，通过查阅资料，选择确定设计方案