(瞿春林)逻辑笔又称逻辑探头，用于检测数字电路中各点的逻辑状态，是电子爱好者进行数字电路制作、维修和测试不可缺少的工具。大家知道，数字电路有3种逻辑状态：“1（高电平）”、“0（低电平）”和“悬空（高阻态）”。逻辑笔可以通过发光二极管或声音显示出被测点的逻辑状态，非常方便和直观。本文介绍几种适合初学者自制的简单的逻辑状态测试电路，供爱好者们参考。
1．用发光二极管显示的逻辑笔
该电路由6个非门和2只发光二极管组成，如图1所示。它可以检测高、低电平，当输入为高电平时，红色发光二极管亮，当输入为低电平时，绿色发光二极管亮（有关高低电平的定义请参见43页初学者信箱）。
从图中看出，当U\(_{i}\)=“1”电平时，由于非门的作用，G1输出（A点）为“0”电平并分两路送出，一路送至G2输入端，G2输出为“1”电平，G3输出“0”电平，G4输出（B点）为“1”电平；另一路送至G5的输入端，G5输出“1”电平，G6输出（C点）为低电平；因此红色发光二极管有电流流过而发出红光，绿色管无电流流过不发光。同理，当Ui为“0”电平时，A为“1”，B为“0”，而C为“1”，绿色发光二极管有电流流过而发出绿光，红色管则不发光。当输入Ui是脉冲连续信号时，两个发光二极管轮流发光，当其频率高时，两眼看去两个发光二极管同时发光。
该电路选用CD4069六反相器和φ3mm的红、绿色发光二极管各一只。用折摺牙刷的塑料壳做外壳。选用φ3mm的粗铜线11cm做探针。印制电路板如图2所示。CD4069的引脚排列见图3。
自制时如无CD4069可选用CC4069代用。本电路电源V\(_{DD}\)为5V时，发光二极管可不加限流电阻，如用12V电源则要加限流电阻。焊接集成电路CD4069时最好选用20～25W内热式电烙铁和502环氧助焊剂，焊接时间不得超过5秒。
2．用数码管作终端显示的逻辑笔
电路如图4所示，该电路可用于各种TTL逻辑电路及部分CMOS逻辑电路高低电平的检测，测试结果以字符方式显示：当被测点为高电平时，逻辑笔显示字符“H”；当被测点为低电平时，显示字符“L”。
该电路由3个与非门、1只三极管、1块共阴LED数码管和4只电阻组成。每个与非门的两个输入端连接在一起，这样与非门就作非门使用。
电路原理：当测试端输入为高电平时，G1输出低电平，G2输出高电平，三极管VT1导通，驱动数码管的b、c、g段发光，同时G3输出为低电平，数码管的d段不发光。由于数码管e、f段字段处于常亮状态，因此数码管显示“H”，表示被测部位为高电平；当测试端输入为低电平时，G1输出高电平，G2输出低电平，VT1截止，数码管b、c、g段因无电流流过不发光。G3输出高电平，直接驱动数码管的“d”段发光。由于e、f段处于常亮状态，数码管显示“L”，表示被测部位为低电平。
元器件的选用：与非门选用4二输入与非门TC4011，若买不到，可选用CD4011或CC4011，它们的引脚排列见图5。数码管选用LC3011－11共阴数码管，其内部电路和引脚排列见图6。也可选用BS112101数码管，但注意引脚排列有所不同。WT1选用3DG6，β要求在64以上。选用折摺牙刷的塑料壳做外壳。用φ3mm的粗铜线11cm做探针。印制电路板如图7所示。
倘若选用LA3621－11共阳数码管和前面所说的CD4069六反相器及8个电阻就可组成另一种用数码管的逻辑笔（见图8）。
电路原理：G1、G2反相器接成施密特触发器，G3～G6分别为4个支路的反相器。输入高或低电平的识别，是用施密特触发器的转换电平来实现的。当输入低电平时，G3输出低电平，V\(_{DD}\)加上后，有电流流过数码管d段，d段亮，平时VDD加上后，有电流流过f、e段而常亮，这时数码管显示“L”。当输入高电平并大于施密特触发器的开门电平时，G2输出端V\(_{0}\)输出高电平，送到G1、G5、G6的输入端，则G4、G5、G6输出低电平；就有电流流过数码管的b、c、g段而发光；平时e、f段带亮，数码管显示“H”。数码管显示段e、f在VDD加上后就经常保持亮着，为了消除e、f段与其它段的辉度差，接入了比反相器导通时的电阻略大一些的电阻。故电路中R1取200Ω，R2取100Ω，R\(_{f}\)取270Ω，R5取91Ω。印制电路板图如图9所示。共阳数码管LA362111内部电路及引脚如图10所示。
3．用压电陶瓷片作终端音响的逻辑笔
该逻辑笔电路如图11所示。由8个二输入端与非门组成，并采用压电陶瓷片发声。利用音调的不同判断输入的是高电平还是低电平。
电路原理：电路中由与非门G2、G3、G4和R3、C1组成可控RC环形“0”振荡器，由G5、G6、G7和R4、C2组成可控RC环形“1”振荡器，选取不同的R、C值，电路振荡频率不同，另当G2的5脚和G5的1脚的控制端输入高电平时，振荡器工作，输出矩形波。
当探头接触到低电平时，经G1倒相为高电平送到G2的控制端，“0”振荡器输出一个低音调由混合门G8输出，压电陶瓷片发出低音调。此时，因低电平加到VT1的基极，三极管截止，G5的1脚为低电平，故“1”振荡器不工作。当探头接触到高电平时，经G1倒相为低电平送到G2的控制端，“0”振荡器停振。这时高电平通过VT1射极输出送到G5的控制端，“1”振荡器工作，输出一个高音调通过混合门G8加到压电陶瓷片上发出高音调。此逻辑笔与前面电路一样，均由被测电路供给电源。
元器件的选用：8个与非门选用2块TC40114二输入与非门集成电路。因每个TC4011有4个二输入与非门，故能满足要求。若买不到TC4011，可用CD4011或CC4011代用。它们的引脚排列一样，如前面的图5所示。三极管选用3DG8D，β选用85左右的。压电陶瓷片选用HTD 27A－1型的。G1～G4用一块TC4011，G5～G8用另一块TC4011。
自制时，印制电路板如图12所示，供参考。
4．运用时基555集成电路的逻辑笔
运用时基555集成电路制作的逻辑笔电路形式较多。这里选用二种电路介绍给大家。图13是由时基555集成电路接成施密特触发器，利用发光二极管发亮与否来测试数字电路中的高电平和低电平。
电路原理：时基555集成电路接成施密特触发器。当输入为低电平时，时基555置位，输出端（3脚）V\(_{0}\)为高电平，这时VD2有电流流过而发亮。当输入为高电平时，输出端（3脚）V0为低电平，这时VD1有电流流过而发亮。
元器件选择：时基555集成电路选用NE555P，发光二极管选用φ3mm的绿色管、红色管各一只，RP1采用100kΩ的微调电阻。电阻均采用0.125W的。
自制时印制电路板如图14所示。由被测电路供给+5V电源。测量TTL电路，调节RP1使5脚电位为2.4V，则施密特触发器的R端（6脚）触发电平为2.4V，S端（2脚）电平为1.2V。当输入高电平高于2.4V时，VD1点亮，输入低电平低于1.2V时，VD2点亮。
图15是运用时基555集成电路制作逻辑笔的又一种电路。其中时基555集成电路与R4、R5、C组成多谐振荡器，输出加到压电陶瓷片及发光二极管VD3上；VT1及其它元件组成输入控制电路。
电路原理：在探针A悬空时，VT1无基极电流而截止，时基555集成电路控制端5脚处于+E电位，多谐振荡器电路被抑制，不起振，3脚输出高电位，VD3发光二极管有电流流过而点亮，因多谐振荡器停振而无输出，压电陶瓷片不发声，即有光无声；当探针A输入低电平时，迫使时基555集成电路复位端4脚复位，3脚输出低电位，VD3发光二极管无电流流过而熄灭，压电陶瓷片因多谐振荡器停振仍然无声，即无光无声；当探针A输入高电平时，VT1导通，R2两端压降使时基555电路5脚偏离+E电位，多谐振荡器受控起振，3脚输出频率为1000Hz的音频信号，压电陶瓷片发声，VD3发光二极管点亮，即有光有声。
元器件选择：时基555集成电路选用NE555P；VT1选用3DG8D，三极管β取96左右的；VD3选用φ3mm的红色发光二极管；压电陶瓷片选用HTD27A－1型。VD1、VD2选用1N4；电阻选用0.125W的。
自制的印制电路板图如图16所示。安装完毕要检查焊接无误时才加电，一般是会成功的。
