前面介绍了数字电路基础知识，目的在于运用这些知识指导我们去制作、使用或维修数字电路装置。但是在制作和维修的过程中，还可能遇到各种各样的实际问题，因此向初学者介绍一些与实践有关的知识是很有必要的。
一、数字电路的读图
在动手制作或维修前，首先遇到的是读图问题。数字电路装置的图有两类：一类是说明工作原理的电原理图；另一类是为制作、维修提供方便的安装图。
数字装置的电原理图也就是它的逻辑电路图。它告诉我们这个数字装置是干什么用的，由哪些元器件和部件组成，各个单元电路之间有什么样的逻辑关系等。图上的元器件和部件一般都用符号来表示。为了阅读和维修的方便，常常把元器件和部件的型号、规格、数值，甚至集成片的管脚号都直接注在图上。如果电原理图比较复杂，就改为把元器件和部件编上号，另外给出元件表，在元件表中详细地注明它们的型号、规格和数值。这样做使图更清晰可读。
当数字电路很复杂时，还要使用方框图。先用方框图表示出整个电路由几个部分组成，每个部分起什么作用以及它们之间的关系。看了方框图再看整个电路和各分部的电原理图，就能帮助我们了解整个数字装置的组成和工作原理。
电原理图只能说明工作原理，却看不出数字装置中元器件和部件的形状、具体的位置和接线的情况。要解决这些问题就需要查阅安装图。由于目前数字装置大多使用印刷电路板，所以用文字和符号在印刷电路板图上表示出元器件和部件的位置，用印刷电路板图上的线条表示它们连接情况的图就是安装图。复杂的数字装置可能有好几块印刷电路板，它们都插在固定在机箱内的插座上，插座之间用导线连接起来。这时就要为插座的接点编上号，另外给出能说明插座连接情况的接线表。有了电原理图、安装图和接线表，就能使我们顺利地完成数字电路装置的安装和调试工作。
二、数字电路装置的安装
简单数字装置的印刷电路板，初学者可以自己设计和制作。在设计之前要先确定使用哪一种集成电路。目前使用的数字集成电路产品有双列直插式和扁平封装式两种（见图1）。双列直插式是把插座焊到印刷电路板上，使用时把集成块插入插座。这种形式在更换集成块时比较方便。扁平封装式则是直接把管脚焊在印刷电路板上的，更换不便。
在绘制印刷电路板图以及安装、焊接时都必须弄清集成块管脚的编号。这两种集成块管脚的识别方法是：把集成片平放，使标志（凹口或标记）在左侧，从左下角开始按逆时钟方向1、2、3…编号，见图1。如果使用的是非标准产品，应该先查阅手册搞清楚编号方法。
设计印刷电路板时，应该把元器件和部件按实际大小排列在纸上，然后按逻辑电路图的要求用线条把它们连接起来。线条宽度必须与电流大小适应，如果电流不大那就只要考虑线条的机械强度，如果线条太细在制板腐蚀时易发生断线。另外，连线要尽可能短，焊点处可以画成直径比线条稍宽的圆点，还要尽可能不使输入线和输出线平行。草图画好后，用毛笔把调好的油漆描画到铜箔板上，等油漆干后放入三氯化铁溶液中腐蚀。最后取出清洗、打孔后就可供安装和焊接。
焊接时要使用不大于20瓦的烙铁。烙铁要可靠接地，焊接时间要短，而且必须使用松香酒精焊剂。由于集成块两脚之间靠得很近，焊接时要细心，不能使两个管脚粘连。
焊接完毕用酒精擦净印刷电路板，然后仔细检查连线有没有短路、错焊和虚焊，电阻电容等元件的参数规格是否和图纸要求相符，位置是否正确，电解电容器的极性是否接对，二极管、三极管和集成块的型号、管脚是否正确等。如果经检查都没有问题就可以进行调试。
三、使用数字集成电路的注意事项
为了保证数字集成电路正常工作不受损坏，在使用时要注意遵守以下的规定。
对TTL集成电路来讲，要注意的有：
（1）TTL集成电路对电源电压的数值要求很严，电源电压只允许在5伏±10％范围内变动。超过5.5伏会损坏器件；低于4.5伏时可能使逻辑功能失常。因此最好是使用直流稳压电源。
（2）对TTL电路来讲，多余的输入端悬空时相当于逻辑“1”状态。所以或门、或非门的多余输入端是不允许悬空，必须接地或接低电平。而与门、与非门的多余输入端一般讲是允许悬空的，但有时因输入端悬空受到干扰而造成逻辑功能不稳定。例如，J－K触发器多余的J、K端和R、S端悬空时就可能受干扰而发生误动。因此为可靠起见，与门、与非门多余的输入端还是以接到电源上或者并联使用为好。
（3）TTL集成电路的输出端不允许直接接地或接电源+5伏，否则会损坏器件。
（4）因为集成电路中的晶体管和元件是在极拥挤极窄小的空间内工作的，所以应该避免在超额定值的条件下工作。例如，负载能力、功耗、输入输出电压电流等都不应超过额定值。
CMOS电路在使用上和TTL电路相比有两个特点：一是它对电源电压的要求不很严格；二是它的输入阻抗极高，最怕干扰和静电感应。CMOS电路在使用时要注意的有：
（1）虽然CMOS电路允许电源电压的变动范围比较大，但V\(_{DD}\)和VSS绝对不能接反，否则将损坏器件。
（2）调试和使用中要严格遵守以下步骤：开机时应该先接通电源再加输入信号，关机时应该先撤去输入信号再关闭电源。绝对禁止在通电情况下拆装线路板或器件。这是为了防止输入端感应高电压而损坏器件。
（3）CMOS电路的输入端不允许悬空。应该按照它的功能分别接到V\(_{DD}\)或VSS上或者并联使用。
（4）CMOS电路的输出端不允许直接接V\(_{DD}\)或VSS。
四、数字电路的调试
对于简单的数字电路装置，所谓调试也就是用万用表或逻辑测试笔按输入输出顺序，从前向后逐级测试它们的逻辑功能，看它是否能按预定的逻辑功能动作。一般情况下，只要集成块是好的，安装焊接没有错误，它应该能够按设计的要求工作。对于要求较高和较为复杂的数字电路装置，这样简单地检查它的逻辑功能是不够的，还必须使用信号源、示波器等专用仪表，按电路的要求进行脉冲信号的传输性能、输入输出的电压电流、各点波形的测试，检查它们是否满足要求。由于不同集成电路所用的电源电压值不同，逻辑“1”和逻辑“0”的规定值也不同，这一点在检查测试时必须注意。
当电路不能按预定的逻辑功能动作或达不到所要求的性能时，我们就称它产生了故障。数字电路故障的原因是很复杂的，常见的故障常常是由以下几个原因引起的：
（1）电路设计的错误；
（2）安装布线的错误；
（3）测试仪表有故障或测试方法不正确；
（4）集成块使用不当或集成块本身有故障；
（5）干扰造成的错误动作。
数字电路的故障，有时很容易排除，有时却很难查明。例如动态故障，出现和持续的时间很短；因干扰引起的故障，往往是随机的。这时就需要用专门仪器配合才能发现。对设计、安装、测试等方面的错误造成的故障，只要耐心细致地检查和分析，总是能找出故障的原因和排除的。经过分析，相当数量的故障是由于对集成电路的使用不当和干扰引起的。下面我们就这两个问题作一简要的说明。
数字集成电路不能正常工作，常常是由于我们对集成电路的性能还没有充分掌握，没有能正确使用而造成的。所以严格按照TTL或CMOS电路的使用规则去设计和使用是最重要的。在设计和使用前应先查阅手册充分了解它们的特性。使集成电路的电源电压、功耗、输入输出电压电流、负载能力以及工作频率等都应该工作在额定值以下并留有一定余量，否则就可能损坏器件。
干扰问题一般以电源线、接地线和输入信号线窜入的干扰最为严重。例如市电电源波动引起的干扰，工作现场电动机、电焊机、大功率开关动作时的电弧放电引起的干扰，接地线中电流流动引起的干扰，由于布线不合理把干扰源输入线和信号输入线平行捆扎在一起引起的干扰等等。这些原因有的是设计布线不合理造成的，有的是工作环境的条件造成的，应该进行具体分析后采取措施。例如是印刷电路板布线不合理或干扰源和输入线发生平行捆扎的就应立即改正。如发现是电源干扰可以在电源线和地线之间加接大容量电容器或在印刷电路板的电源供给端并联滤波电容。如是工作环境的干扰可以采取改变输入信号的采集方法，输入信号线用隔离线，输入端加抗干扰保护电路，对于工作频率不高的数字电路装置可以改用抗干扰性能较好的HTL集成电路。
复习思考题
1．安装调试数字电路装置时要注意哪些问题？
上期答案
2．（a）CMOS或非门：Q=A+B-，（b）CMOS与门：Q=A·B。（俞鹤飞）