數字集成電路實驗板是一種學生用來進行數字集成電路基本實驗的學具。它借鑒面包板插接電路的特點，并帶有基本數字部件，能簡化實驗步驟，突出實驗主體，提高插接電路的可靠性、速效性。是學生學習數字電路的一款很好的工具。

　　一、數字集成電路實驗板電路

　　下圖為數字集成電路實驗板電路，它由操作平臺和工具包兩大部分組成。圖中虛線框內為數字集成電路實驗板主體，是學生進行實驗的操作平臺它模擬面包板的構造，為4行13列，在第2、3行中焊接有16腳插座，插入所需的數字集成電路塊，操作方法同面包板實驗。工具包提供實驗所需的、已經焊接好的基本數字部件，包括4位邏輯電平顯示器、4位邏輯電平控制器、日CD同步累加計數器、BCD口七段譯碼器和一位數碼管顯示器。此外還包括電源部分。

　　二、電路工作原理

　　4位邏輯電平顯示器由三極管VTI~VT4、紅色、綠色、黃色和藍色發光二極管等組成，X1~X4為電平顯示器輸入插座。當被測電平測試點通過插接導線與插口X1相通時，電平信號通過基極偏置電阻器R5輸入到VTI的基極，當輸入信號為高電平時，VTI導通，電平顯示紅色發光二極管點亮，輸入信號為低電平(≤0.6V)時，紅色發光二極管熄滅，R1為限流電阻器。X2~X4為電平顯示器余下3個獨立的輸入插口。

　　4位邏輯電平控制器由單刀雙擲開關S1~S4、上拉電阻器R9~Rl2和邏輯電平輸出信號插座X5~X8組成。當X5輸出端與被測數字集成電路輸入端連通，單刀雙擲開關S1端擲向1a時，S1通過上拉電阻器R9接通VDD，插口座X5輸出高電平邏輯信號。反之，S1端接通lb時，S1接地，X5輸出低電平邏輯信號，完成邏輯電平的控制作用。同理，X6~X8為其余3個獨立的邏輯電平信號輸出插口BCD同步累加計數器由計數器4518、自動復位電路、時鐘信號輸入端插口和BCD碼輸出插座Q1~Q4組成。接通電源瞬間，電源向由電阻器Rl4、電容器C所組成的RC定時電路充電，在Rl4上產生上升沿脈沖信號壓降，4518第7腳復位端CR被施加高電平復位有效，計數器輸出端第3~6腳Q1~Q4處于0000狀態。當電容器C充電結束后，Rl4上壓降為零，CR通過下拉電阻器Rl4接地，4518自動轉到加計數器工作狀態。時鐘信號由插座CP輸入時，上升沿脈沖信號加到4518第1腳時鐘端，觸發計數器進行加計數。為避免4518第1腳時鐘端懸空，通過下拉電阻器Rl3接地o4518笫2腳EN按邏輯要求接Vdd，其余空閑的輸入端接Vdd或Vss。

　　BCD七段譯碼器由譯碼器4511和BCD碼輸入插座A~D組成。當BCD碼信號接入A~D時，譯碼器4511將BCD碼轉換成數碼管所需的驅動信號，由輸出端a～g經過限流電阻器接到數碼營對應筆劃段。燈測試反相輸入端-LT、燈消隱反相輸入端-BT接Vdd，鎖存輸入端LE接Vss時，這時燈測試、消隱和鎖存功能失效，4511驅動數碼管顯示數字。當4511數據輸入端A~D空閑時，通過下拉電阻器R23~R26接地。

　　數碼管顯示器由共陰極七段數碼管IG5011AH、限流電阻器R15~R21和小數點段電源指示燈電路組成。數碼管的共陰極第3腳或笫8腳接地，各筆劃端通過限流電阻器與4511輸出端相連，數碼管顯示出O~9阿拉伯數字，小數點段發光二極管通過限流電阻器R22直接電源正極，作為電源指示燈使用電源部分由低壓直流電源插座XSI、電池插座XS2、電源開關S5和開關二極管VD組成。電池電源用4節五號電池卡供電，正極引線插入XS2“+”，負極插入XS2“-”插口。

　　用交流電供電的低壓直流電源接入XSI，當插頭芯片與J1相通時，接通機內電源正端，與此同時J2與地端斷開，這時電池負極與地端斷開，切斷電池供電，改由低壓直流電源供電。電源開關S5接通5b時，電源通過開關二極管VD向數字集成電路實驗板供電，VD具有電源接反時阻斷供電及降壓(約0.7V)的作用，后者滿足操作平臺使用74LS系列集成電路時對電壓(5.0±0.5V)的要求。

　　三、印刷電路板

　　下圖為數字集成電路實驗板印刷電路板，將元件面和焊接面繪制在同一板面上，元器件連接關系一目了然，元件面為俯視圖。元件面上元器件序號、參數與電路一一對應。

　　印刷電路板尺寸為109.2×76.2mm，可以在31行44列通用矩陣實驗電路板(焊盤孔間距為2.54mm)上完成電路的焊接。

　　圖中實心圓點為焊接元器件的焊盤，在條形框中空心圓圈為連接導線插孔。插孔座采用上面為插孔、下面為插針的單列插件排，插孔(插針)間距為2.54mm，這個距離即為數宇集成電路插座管腳標準間距。用桃形鉗剪出所需插孔數目的單列插件，按照電路要求插針穿過元件面上小圓孔后與焊接面上的焊盤焊牢，插孔座中能夠插入帶有插針的軟導線，不僅松緊合適，還能保證觸點接觸良好。在焊完實驗電路板操作平臺插件后，就會發現插孔之間距離和排列方式與面包板一致。印刷電路板上單刀雙擲開關、低壓直流電源插座選用小型元件，數字集成電路4518、4511采用管座與電路連接，便于實驗操作和維修。

　　四、實驗板使用方法

　　接通電源開關S5，數碼管小數點段點亮，說明電源已接通。用4條帶插針的軟導線，將邏輯電平控制器輸出端X5~X8與邏輯電平顯示器輸入插口X1~X4對位相連，再將邏輯電平控制單刀雙擲開關S1~S4先后擲向la~4a，紅色、綠色、黃色和藍色電平顯示發光二極管先后點亮，說明邏輯電平控制器和顯示器工作正常。

　　在實驗操作平臺上測試與非門邏輯功能實驗時，集成電路插座靠右的第8腳和第9腳空閑不用，改作14腳插座使用，插入四2輸入端與非門74LSOO，接好Vdd和GND連線，連線方法同常規的面包板實驗。與非門輸入端1、2腳分別與邏輯電平控制器輸出端X5、X6相連，X5、X6又與邏輯電平顯示器輸入插口X1、X2相連，來控制和顯示輸入端邏輯電平高低情況，與非門輸出端第3腳與邏輯電平顯示器X3相連，以顯示輸出端電平。然后，向上撥動S1、S2，X5、X6輸出高電平邏輯信號，電平顯示器紅色、綠色發光二極管點亮，與非門的兩個輸入端都為高電平，輸出端為低電平，電平顯示器黃色發光二極管熄滅，反映出與非邏輯關系。在實驗操作中只需插接幾條導線和撥動邏輯電平控制開關，就可以完成與非門邏輯關系測試，體驗到數字集成電路實驗板的操作簡單、實驗快捷的特點。

　　在實驗與非門自激多諧振蕩器時，與非門1、3腳之間插接1kΩ電阻器，連通第3、4腳，在第1、6腳之間插接220UF電容器，其正極接第6腳，完成與非門自激多諧振蕩器電路的連接。與非門1、3腳分別與電平顯示器X1、X2相連，輸出端第6腳與X3相連，接通電源，就可同時觀看到自激多諧振蕩器各測試點電平的變化。

　　將BCD同步加計數器4518輸出端Q1~Q4分別與邏輯電平顯示器輸入插口X1~X4相連，接通電源，4個顯示發光二極管熄滅，說明計數器4518處于復位狀態。再將操作平臺上已經連接好的與非門自激多諧振蕩器輸出端第6腳與4518時鐘信號輸入端CP插孔相連，用振蕩器脈沖信號觸發4518自動進行加計數，4位邏輯電平顯示器顯示出二進制碼，完成BCD同步加計數器功能實驗。最后，再將同步加計數器4518輸出端插口Q1~Q4與譯碼器4511數據輸入端插口A~D對位相連，完成一位數碼管顯示器電路的連接，觀看到O~9阿拉伯數字的變換。

　　在操作平臺上實驗BCD加計數器時，可以不用實驗板上加計數器部件，將4518插在操作平臺數字集成電路插座上，按照通常面包板實驗步驟搭接電路，4511輸出端Q1~Q4與電平顯示器插口X1~X4以及譯碼器數據輸入插口A~D相連，測試其功能。同樣，在實驗譯碼器時，將4511從原來的插座上取下來，插在操作平臺數字集成電路插座上搭接電路，并用帶有插針的軟導線把4511輸出端a～g與原集成電路插座上相應的第9~15管腳插孔連通，把數碼管(帶限流電阻器)接入測試電路，用來實驗4511功能。

　　下圖為數字集成電路實驗板一位數碼顯示器示范連接。

　　時鐘電路采用TTL數字集成電路74LSOO(1/2)，定時電阻器選用2.2kΩ，定時電容器選用220μF，時鐘電平顯示器選用白色發光二極管，限流電阻器為390Ω。時鐘信號由74LSOO笫6腳輸出端通過兩端帶有插針的軟導線與CD4518時鐘端CP相連，CD4518輸出端Q1~Q4通過導線分別與電平顯示器X1~X4相連，Q1~Q4還通過導線分別與CD4511數據輸入端ABCD相連。接通電源開關S5，時鐘端白色發光二極管閃亮，與此同步的4位電平顯示器紅色、綠色、黃色和藍色發光二極管顯示出BCD碼，數碼管顯示出O~9阿拉伯數字。

　　數字集成電路實驗板需要配備實驗所用的元器件插件，其數量和規格可以參照數字集成電路基本實驗元器件明細表。實驗板采用面包板連接電路的模式與基本數字部件相結合的方法進行數字集成電路基本實驗，既能保證搭接電路的直觀性、靈活性，又能保證搭接電路的可靠性、便捷性;實驗電路不需要焊接，無污染，可以不用交流電源，操作安全，采用一體化電路實驗板，管理方便，特別適用于數字集成電路課堂教學。

　　五、數字集成電路實驗板坐標圖

　　下圖為數字集成電路實驗板坐標圖，每一個格的間距為2.54mm，供繪制印刷電路板圖時參考。