數(shù)字電路故障診斷

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)數(shù)字電路故障診斷摘要數(shù)字電路是當(dāng)前形式使用最普遍的一種電路結(jié)構(gòu)，相比于模擬電路，精度高、可靠性好、可大規(guī)模集成的特點(diǎn)，它的出現(xiàn)極大的推動了社會的發(fā)展，同時(shí)也提高了器件的使用質(zhì)量。數(shù)字電路由于制作精細(xì)，集成度高，一旦某個(gè)部分出現(xiàn)問題，將會影響整個(gè)電路的質(zhì)量，甚至出現(xiàn)不可挽回的損失。本論文主要是闡述數(shù)字電路在使用中的常見故障，以及對數(shù)字電路測試中的故障診斷，介紹對數(shù)字電路的測試方法，通過例子說明方法的運(yùn)用，主要說明用于數(shù)字電路的通路敏化法，D-算法，數(shù)字電路的VHDL描述以及仿真運(yùn)用。關(guān)鍵字:數(shù)字電路故障診斷通路敏化法D-算法

AbstractDigitalcircuitiscurrentlythemostwidelyusedofacircuitstructure.It’shighprecision,goodreliabilityandcanbelarge-scaleintegration.Notonlydoesthedevelopmentofdigitalcircuitwhichhavesastrongimpetustosociety,butalsoimprovesthequalityoftheusingdevice.Duetodigitalcircuit’sfinelyproducing,apartofproblem,itwillaffectthequalityofthewholecircuit,orevenirreparabledamage.Thispaperistodescribeandtestthecommonfaultsofdigitalcircuitinuse,wherethefaultwillbefoundthroughtestingmethods.Itintroducesdigitalcircuittestingmethodsbyexample.Includingthepathsensitizationmethod,D-algorithm,theVHDLdescriptionandsimulationofdigitalcircuits.KeyWord:digitalcircuitfaultdiagnosispathsensitizationmethodD-algorithm目錄HYPERLINK摘要 1HYPERLINK關(guān)鍵字 1HYPERLINKAbstract 2HYPERLINKKeyWord 2HYPERLINK第1章前言 4HYPERLINK1.1數(shù)字電路的發(fā)展史 4HYPERLINK1.2數(shù)字電路的分類與特點(diǎn) 5HYPERLINK1.3數(shù)字電路的運(yùn)用 6HYPERLINK第2章數(shù)字電路的故障 8HYPERLINK2.1數(shù)字電路故障的由來 8HYPERLINK2.2數(shù)字電路故障的特點(diǎn) 9HYPERLINK2.3集成數(shù)字電路故障的分類 9HYPERLINK第3章數(shù)字電路測試 12HYPERLINK3.1競爭與冒險(xiǎn) 12HYPERLINK3.2集成數(shù)字電路故障測試 13HYPERLINK3.2.1通路敏化法 15HYPERLINK3.2.2D-算法 17HYPERLINK3.2.3故障檢測試驗(yàn) 23HYPERLINK3.2.4基于Max-plus2的數(shù)字電路測試 25HYPERLINK3.2.5數(shù)字電路的可測試設(shè)計(jì) 32HYPERLINK總結(jié) 34HYPERLINK謝辭 34HYPERLINK參考文獻(xiàn) 35第1章前言1.1數(shù)字電路的發(fā)展史數(shù)字化已成為現(xiàn)今世界的潮流，不管在哪個(gè)領(lǐng)域，只要可以用數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的，都將是它的發(fā)展方向。數(shù)字化的主體是數(shù)字電路，而數(shù)字電路是數(shù)字電子技術(shù)的核心，是計(jì)算機(jī)硬件電路、通信電路、信息與自動化的基礎(chǔ)。所謂數(shù)字電路就是用數(shù)字信號完成對數(shù)字量進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路，數(shù)字電路的發(fā)展與模擬電路一樣經(jīng)歷了由電子管、半導(dǎo)體分立器件到集成電路等幾個(gè)時(shí)代。由于數(shù)字電路的穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，發(fā)展比模擬電路更快。從60年代開始，數(shù)字集成器件以雙極型工藝制成了小規(guī)模邏輯器件。隨后發(fā)展到中規(guī)模邏輯器件；70年代末，微處理器的出現(xiàn)，使數(shù)字集成電路的性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，發(fā)展成大規(guī)模乃至超大規(guī)模邏輯器件。由簡單的二進(jìn)制、四進(jìn)制、八進(jìn)制等發(fā)展成多進(jìn)制，運(yùn)用非常廣泛。所謂的數(shù)字化就是用0和1表示電路的流通信息，控制信息，它相比于模擬電路的波形傳輸要簡單的多，而且抗干擾能力也很強(qiáng)，對于不同的輸入電勢，我們可以根據(jù)不同的方法劃分，劃分電勢點(diǎn)，從而得出高低電平之分，這樣可以大大的提高抗干擾能力。在電路的傳播過程中終將會出現(xiàn)電流，電壓的衰弱與增強(qiáng)，如果是模擬電路，影響是很大的，甚至?xí)?dǎo)致波形失真，但是數(shù)字電路不同，假定的劃分電勢，在一定范圍內(nèi)，都被規(guī)定了，傳輸?shù)?，1信息有較大的波動范圍，即使與原本有出入，那也會影響很小，這就是數(shù)字電路的優(yōu)勢，所以數(shù)字電路的發(fā)展是主流。數(shù)字電路的出現(xiàn)與發(fā)展是伴隨著計(jì)算機(jī)的，我們知道，計(jì)算機(jī)的代碼就是由很多的0，1組成，這就讓數(shù)字電路與計(jì)算機(jī)更加貼近，計(jì)算機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就是這些數(shù)字電平，我們可以毫無質(zhì)疑的說，有計(jì)算機(jī)的地方就存在數(shù)字電路的使用，而且數(shù)字電路的可集成性也使其體積大大降低，在功耗等多方面都具有很大的優(yōu)勢，為此我們應(yīng)該多了解數(shù)字電路，對于數(shù)字電路的檢測我們應(yīng)該給予重視。1.2數(shù)字電路的分類與特點(diǎn)數(shù)字電路按功能可分為組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路兩種。組合邏輯電路（簡稱組合電路）是由最基本的邏輯門電路構(gòu)成，任意時(shí)刻的輸出信號僅僅取決于該時(shí)刻的輸入信號，與電路的原來狀態(tài)或初始態(tài)無關(guān)，換句話說電路中不包含存儲單元，常見的組合電路有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器、數(shù)值比較器等。由于組合電路的輸出只由輸入決定，而買一個(gè)門電路或多或少都會有一些延時(shí)，故組合電路不可避免會出現(xiàn)輸出錯(cuò)誤的情況，這就是組合電路的競爭-冒險(xiǎn)，產(chǎn)生的原因在于輸入端信號的不同時(shí)，導(dǎo)致輸出的結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，解決的方法有接入濾波電容，這個(gè)簡單但是增加了輸出電壓波形的上升時(shí)間和下降時(shí)間，導(dǎo)致波形變形，或者引入選通脈沖，這個(gè)時(shí)候的輸出就有選通信號的控制，輸出結(jié)果需選通信號為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)刻才有，或者修改邏輯電平，用增加冗余項(xiàng)的方法消除競爭-冒險(xiǎn)，但適用范圍有限。時(shí)序邏輯電路（簡稱時(shí)序電路）是由最基本的邏輯門電路加上反饋邏輯回路（輸出到輸入）或器件組合而成的電路，任意時(shí)刻的輸出信號不僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號，而且還取決于電路的原來狀態(tài)（即與以前的輸入有關(guān)），電路具備記憶功能，常見的時(shí)序電路有觸發(fā)器、鎖存器、計(jì)數(shù)器、移位計(jì)數(shù)器、儲存器等。時(shí)序電路的競爭-冒險(xiǎn)現(xiàn)象除了組合中的原因外，還有就是發(fā)生在存儲電路的工作過程，例如由觸發(fā)器的動態(tài)特性可以知道，為保證觸發(fā)器的可靠翻轉(zhuǎn)，輸入信號和時(shí)鐘信號在時(shí)間配合上應(yīng)滿足要求，若輸入信號與時(shí)鐘信號因不同途徑改變而達(dá)到觸發(fā)條件，這便產(chǎn)生了競爭，結(jié)果導(dǎo)致觸發(fā)器錯(cuò)誤動作。數(shù)字電路按有無集成元件可分為分立元件數(shù)字電路和集成數(shù)字電路，按集成度不同可分為小規(guī)模集成數(shù)字電路（SSI）、中規(guī)模集成數(shù)字電路（MSI）、大規(guī)模集成數(shù)字電路（LSI）、超大規(guī)模集成數(shù)字電路（VLSI）和特大規(guī)模集成數(shù)字電路（ULSI）。按半導(dǎo)體類型可分為TTL型和CMOS型，其中又可細(xì)分為單極型和雙極型數(shù)字電路。雖然數(shù)字電路的規(guī)模很大，但是數(shù)字電路的基礎(chǔ)就是由簡單的組合電路、時(shí)序電路匯集而成，數(shù)字電路的故障也是由這些簡單的電路而來，但是不管是組合電路還是時(shí)序電路，其最基本就是門電路，故而對于數(shù)字電路的分析，我們可以由簡入深，由簡單而導(dǎo)出復(fù)雜。數(shù)字電路的特點(diǎn)一般有這么幾個(gè)： 1、同時(shí)具有算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，一般有與、或、非、與非、或非、異或、同或等，數(shù)字電路是以二進(jìn)制邏輯代數(shù)為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，使用二進(jìn)制數(shù)字信號，既能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算又能方便地進(jìn)行邏輯運(yùn)算，因此極其適合于運(yùn)算、比較、存儲、傳輸、控制、決策等應(yīng)用。2、實(shí)現(xiàn)簡單，系統(tǒng)可靠，以二進(jìn)制作為基礎(chǔ)的數(shù)字電路，可靠性較強(qiáng)。信號的小波動對結(jié)果沒有很大影響，在電路的傳輸所耗亦影響不是很大，溫度和工藝偏差對其工作的可靠性影響也比模擬電路小得多。3、集成度高，功能實(shí)現(xiàn)容易，集成度高，體積小，功耗低是數(shù)字電路突出的優(yōu)點(diǎn)之一。電路的設(shè)計(jì)、維修、維護(hù)靈活方便，電路的設(shè)計(jì)組成只需采用一些標(biāo)準(zhǔn)的集成電路塊單元連接而成。對于非標(biāo)準(zhǔn)的特殊電路還可以使用可編程序邏輯陣列電路，通過編程的方法實(shí)現(xiàn)任意的邏輯功能。1.3數(shù)字電路的運(yùn)用數(shù)字電路在日常生活中的應(yīng)用很多，尤其是數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)字電路的應(yīng)用越來越普遍，可以說數(shù)字電路已經(jīng)融入我們的生活，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、通信、醫(yī)療、家用電子等各個(gè)領(lǐng)域，如工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用到的數(shù)控機(jī)床、溫度控制、氣體檢測、家用冰箱、空調(diào)的溫度控制、通信用的數(shù)字手機(jī)以及正在發(fā)展中的網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字化電視等。隨著數(shù)字電路的發(fā)展，其應(yīng)用將會越來越廣泛，它將會深入到生活的每一個(gè)角落。數(shù)字電路是伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而發(fā)展的，計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，奠定了數(shù)字電路的應(yīng)用地位，而數(shù)字電路是根據(jù)器件的開關(guān)狀態(tài)來促使電路完成其功能的，在電路中的功率消耗少，而且電路的檢查也很簡單，很符合當(dāng)今社會的發(fā)展前景，所以對于數(shù)字電路的故障分析我們應(yīng)該了解。第2章數(shù)字電路的故障2.1數(shù)字電路故障的由來要知道什么是數(shù)字電路的故障，就要知道門電路，門電路是數(shù)字電路的基本組成單元，定義：用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路為門電路，簡單而言，門電路就是一個(gè)開關(guān)電路，常見的門電路有與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或和同或門等幾種，這些門電路主要都是由半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管、CMOS等具有開關(guān)特性的元件及電阻、二極管構(gòu)成，這里說的開關(guān)特性是在不同條件下，元器件會跳轉(zhuǎn)于不同狀態(tài)，如二極管的正向?qū)ǚ聪蚪刂?，三極管、CMOS的導(dǎo)通、截止、飽和三狀態(tài)。圖2-1為TTL反相器電路圖。圖2-1TTL反相器其工作原理為，當(dāng)Vi為低電平時(shí)，使得T3導(dǎo)通，將T3的基極電壓拉低，進(jìn)而Q1截止，最后T1截止，T2導(dǎo)通，輸出Vo為高電平。當(dāng)Vi為高電平時(shí)，使得T3亦導(dǎo)通，由于T3的導(dǎo)通強(qiáng)制拉高其基極電位，同時(shí)滿足Q1和T1導(dǎo)通所需的電位，故輸出Vo為低電平，T2截止。數(shù)字電路往往是由很多很多這些子電路組成的，雖然現(xiàn)在有很多超大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù)將電路的全部或者大部分集成在一個(gè)芯片上的可能，但是要確定這些芯片不出現(xiàn)物理缺陷是不可能的，如此多的門電路，即使出現(xiàn)一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)微的變動，也是會對整體電路照成難以想象的危害，比如引線間不該有的短路、開路，接插件間的接觸不良，這些都會使電路不能正常工作，因此，對于正在使用的電路我們需要定期的檢查，這時(shí)候就要制定測試方案，對于剛生產(chǎn)出來的電路亦要對其進(jìn)行測試，在設(shè)計(jì)時(shí)候也要對電路先進(jìn)行測試，這些都可以稱為數(shù)字電路的故障診斷，也叫數(shù)字電路測試。2.2數(shù)字電路故障的特點(diǎn)數(shù)字電路的故障來源門電路，門電路的輸入可以唯一，也可以為兩個(gè)，甚至更多，這就會出現(xiàn)信號傳輸?shù)目炻龁栴}，雖然門電路的傳輸時(shí)延很小，但是，對于不同的器件材料，延時(shí)區(qū)別是很多的，比如三極管材料要遠(yuǎn)大于CMOS材料的器件。當(dāng)一個(gè)門電路的輸入有多個(gè)，且根據(jù)不同路徑到來時(shí)候，由于時(shí)間的先后順序，這就會產(chǎn)生競爭，導(dǎo)致冒險(xiǎn)現(xiàn)象。數(shù)字電路是用0和1表示電平信號的高低，但是在數(shù)字電路的傳輸過程中依然是電流或者電壓的傳播，在每一個(gè)門電路中，或多或少都會有耗能器件，這時(shí)候，隨著信號的流通，耗能必不可少，這就可能影響電平的情況，甚至?xí)绊戦T電路的驅(qū)動問題，即前一個(gè)門電路的輸出達(dá)不到驅(qū)動下一個(gè)門電路的能力，這會使電路無法正常工作。信號在傳輸?shù)倪^程中也會收到外界電磁的影響，這可能會是信號的電平發(fā)生改變，從而影響電路的功能實(shí)現(xiàn)，乃至出現(xiàn)錯(cuò)誤的邏輯關(guān)系，這些情況都是隨機(jī)的，不可預(yù)見的，我們很難控制，我們所能做的僅僅是盡量避免這些情況的發(fā)生，所以我們要知道數(shù)字電路會存在哪些故障的隱患，從而達(dá)到減少電路故障的發(fā)生概率。2.3集成數(shù)字電路故障的分類對于數(shù)字電路的故障，如果是因電路中某引線的邏輯值發(fā)生改變而引起的故障稱為邏輯故障，除邏輯故障外的一切稱為非邏輯故障,如延時(shí)故障。邏輯故障一般有三種，分別為固定電平故障、固定開路故障和橋路故障。另外還有就是電磁干擾，固定電平故障：故障使電路中的一根引線的邏輯電平保持為固定值。根據(jù)電路中固定電平故障的數(shù)目可分為單固定電平故障和多固定電平故障。固定開路故障：固定開路故障發(fā)生在MOS電路中的特殊故障。比如COMOS電路或非門，當(dāng)無故障時(shí)，電路應(yīng)完成或非門的功能。當(dāng)NMOS管V1的柵極開路，出現(xiàn)AB=1或0時(shí)，輸出如果不接地也不接電源，則為高阻狀態(tài)。當(dāng)故障使CMOS輸出端成高阻狀態(tài)時(shí)稱為固定開路故障。橋路故障：橋路故障是由電路中兩根或多根信號線無意中連接在一起，或者接插件內(nèi)部短路以及集成電路工藝不完善、因裸線過長或松動等原因所造成的故障。主要有兩種類型：一種為輸入信號線之間橋接造成的故障，使輸入信號混淆；另一種為反饋橋接造成的故障，如輸入信號與輸出信號之間的橋接、兩個(gè)獨(dú)立電路的輸入信號線橋接或兩個(gè)獨(dú)立電路的輸出信號線橋接等造成的故障。電磁干擾，雖然數(shù)字電路使用的是低平信號，但是數(shù)字電路一般是用低平信號控制高頻信號，而且對于數(shù)字電路，在TTL門電路中是允許懸空而得高電平的，再者引線的引腳也會暴露空中，這就會引入空氣中的高頻信號，高頻信號或多或少會加載于控制信號中，這就可能使高低電平受到影響，進(jìn)而使電路發(fā)生故障，在電路中的接插件也會受高頻信號的影響，從而引入電磁干擾，影響電路功能。例如用與非門構(gòu)成的異或電路如圖2-2所示，我們可以用這個(gè)來說明集成電路的故障。我們假設(shè)電路安裝完成后輸出一直為0，這不是正常電路所具有的功能，正常功能的輸入輸出關(guān)系圖如表2-1，為此這電路出現(xiàn)了故障，下面我們來分析故障的原因，首先處處恒為0意味著=1\*GB3①門U4A損壞；=2\*GB3②門U4A輸出對地短路；=3\*GB3③門U4A輸入始終為1。我們將門U4A的任意輸入端接地，若輸出端為1，則說明故障原因不是=1\*GB3①和=2\*GB3②，而門U4A輸入一直為1說明門U2A和門U3A中其中一個(gè)的輸入必為0，若假設(shè)，門U1A的輸出對于說有輸入組合始終為0，這種情況的原因必為U1A的輸出端被鉗制為0，這是U1A的輸出端被地短接，首先應(yīng)該確定U1A、U2A、U3A的好壞，如果沒有問題則是線路的連接問題，連線問題可用萬用表測量其對地的電阻，在關(guān)閉電源，撤去門后測量，如果為無窮大，則沒有橋接問題，反之則有。綜上可知，U1A的輸出若始終為0，這就是所謂的固定電平0故障，而導(dǎo)致0故障的原因如果是連線的問題，即與不該連接的地方連在一起，這就形成了橋接故障，而開路故障是CMOS懸空引起的，故在電路的焊接時(shí)必須注意。圖2-2異或門表2-1異或門真值表ABF（正常）F（故障）0000011010101100第3章數(shù)字電路測試3.1競爭與冒險(xiǎn)數(shù)字電路測試又名數(shù)字電路故障診斷，在這個(gè)論文中，我們重點(diǎn)在于檢查電路是否存在故障，電路的功能能否按預(yù)定功能表現(xiàn)。但是，對于數(shù)字電路，競爭與冒險(xiǎn)是數(shù)字電路本質(zhì)存在的問題，我們前面介紹過，針對競爭與冒險(xiǎn)，我們可以通過引入選通信號，增加冗余電路，輸出端并聯(lián)電容器等，下面我們就來介紹競爭與冒險(xiǎn)的處理方法。競爭與冒險(xiǎn)的解決方法：增加選通信號，競爭是因?yàn)槎鄠€(gè)輸入因時(shí)間不同，匯合時(shí)候引起門電路錯(cuò)誤的輸出，導(dǎo)致冒險(xiǎn)現(xiàn)象。如圖3-1的組合電路，電路函數(shù)式F=A·/B+B·C,當(dāng)B由1變?yōu)?時(shí)，由于傳輸路徑不同，F(xiàn)1先由1變?yōu)?，F(xiàn)2先0后1，這兩種情況下F均為1，如果疊加在一起，就會產(chǎn)生正向過度干擾脈沖。這就要求我們需要一個(gè)開關(guān)，促使F1、F2、F3在同一時(shí)刻對U3A進(jìn)行輸入，這時(shí)我們就需要在U3A增加一個(gè)輸入端，控制F的輸出，這就可以解決競爭冒險(xiǎn)了。圖3-1可加選通信號增加冗余電路，其原理是通過對電路函數(shù)表達(dá)式的變換,而不改變函數(shù)關(guān)系,增加一些額外電路,消除競爭與冒險(xiǎn)。在圖3-1的電路中，由于F=A·/B+B·C，當(dāng)A=1，C=1，F(xiàn)=/B+B,這就出現(xiàn)了競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，為此我們可以把表達(dá)式變換一下，變成F=A·/B+B·C+A·C，電路的功能不變，當(dāng)AC=11時(shí)，電路就不會出現(xiàn)競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，修改后電路圖如下所示，用增加冗余項(xiàng)修改邏輯設(shè)計(jì)，可以消除競爭與冒險(xiǎn),如圖3-2，但是使用范圍卻很有限。圖3-2冗余設(shè)計(jì)電路（3）輸出端并聯(lián)電容器（電容濾出法），邏輯電路在比較慢的速度傳輸時(shí)候，我們可以根據(jù)需要，在輸出外界一個(gè)電容器，由于電路中存在輸出電阻，致使輸出波形上升沿和下降沿變化比較緩慢，電容器可起到平滑作用，如圖3-3。圖3-3電容濾出法3.2集成數(shù)字電路故障測試在現(xiàn)在，我們多數(shù)使用的數(shù)字電路都是由門電路集成而來的，它是一個(gè)整體，不是單一的門電路，所以對數(shù)字電路測試是表現(xiàn)在一個(gè)整體電路中。而不僅僅只是一個(gè)簡單的電路，這需要對一個(gè)電路的整體進(jìn)行分析，重點(diǎn)在于電路的功能上。在進(jìn)行電路測試之前，我們應(yīng)該明確如何進(jìn)行故障檢測，雖然數(shù)字電路都可以用0和1的真值表表示，通過其變化可以知道電路流通的一切情況，對于裸露的電路，它的故障我們可以通過加載信號，用示波器或者邏輯測試儀進(jìn)行檢測，在數(shù)字電路中，我們是可以通過函數(shù)表達(dá)式寫出電路真值表的，在給與輸入后，我們可以用儀器檢測電路中電平情況，用檢測點(diǎn)的電平對比于真值表，我們就可以知道電路的一切情況。如果有故障，那就可以檢測出來了，故障的檢測我們就可以實(shí)現(xiàn)。示波器是我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)候經(jīng)常用到的一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器，一般有兩通道，用示波器進(jìn)行數(shù)字信號測試很簡單，只要將其調(diào)到高低電平模式，然后將通道接于測試點(diǎn)，觀察波形即可。邏輯分析儀是以單通道或多通道實(shí)時(shí)獲取與觸發(fā)事件相關(guān)的邏輯信號，并顯示觸發(fā)時(shí)間前后所獲得的信號，給予信號分析的一種儀器。它可以提供表格、波形或圖形形式來顯示變量的數(shù)字系統(tǒng)狀態(tài)。對比于示波器，邏輯分析儀利用時(shí)鐘脈沖進(jìn)行采樣，可以顯示觸發(fā)前后的邏輯狀態(tài)，宣誓范圍廣，而示波器只能掃描觸發(fā)后設(shè)定的時(shí)間范圍。在輸入通道上，邏輯分析儀容易實(shí)現(xiàn)多通道輸入，例如8通道、16通道，甚至更多。如果電路被集成的無法對電路各點(diǎn)進(jìn)行測試，這時(shí)候我們就需要對電路的最終功能進(jìn)行檢測，判斷電路是否存在故障。所謂電路的功能就是對于不同的輸入，輸出也就被唯一確定了。既有，假設(shè)輸入Vii，輸出Voi，對于不同的輸入，都存在Voi=f（Vii）i=1，2，3…否則，則說明電路存在故障。f為邏輯函數(shù)，它表示輸入輸出之間的映射關(guān)系。在數(shù)字電路中，不管電路復(fù)雜還是簡單，都可以找到它的邏輯函數(shù)，或者求出它的邏輯關(guān)系式，通過邏輯函數(shù)我們可以改變電路結(jié)構(gòu)而不改變電路功能，可以說電路可以改變，邏輯函數(shù)也是可以改變的，但是電路的最終實(shí)現(xiàn)功能是不會變的。故對于數(shù)字電路，只要我們知道輸入信號的信號值的集合，通過邏輯函數(shù)得到所對應(yīng)的輸出值，在通過對電路的仿真，就可以知道電路是否存在故障了。但是輸入信號值的集合是很大的，對于n個(gè)輸入信號而言，就有2n個(gè)輸入信號值，所以為了簡化運(yùn)算量，我們可以求出用以檢測電路中可能存在的故障的測試碼的集合，然后加于測試電路中，檢測電路的輸出響應(yīng)，就可以實(shí)現(xiàn)故障檢測。故對于數(shù)字電路測試又大致分為兩部分，=1\*GB3①求出電路的完全檢測測試集；=2\*GB3②加測試集于待測電路并分析其輸出響應(yīng)。對于數(shù)字電路的故障檢測，我們現(xiàn)在需求出待測電路的可測試碼全集，為此我們引入通路敏化法，用這個(gè)方法產(chǎn)生測試碼，通路敏化法中說的通路是指任意兩點(diǎn)間信號的流通路徑。3.2.1通路敏化法通路敏化法是通過假定一個(gè)故障輸入點(diǎn)，通過這個(gè)故障作用于電路，在電路的傳輸過程中，不影響功能的情況下使故障點(diǎn)的信息傳至輸出端，而其他輸入信號不能影響其傳輸，這時(shí)候我們就可以根據(jù)信號的傳播，從電路中得到一個(gè)原輸入引線值的組合，電路在該組合下，故障點(diǎn)具有預(yù)定的故障差異，也使電路從該故障點(diǎn)到電路的最終輸出的某一條通路敏化，而此時(shí)的我們尋求的原輸入引線值的組合就是這個(gè)故障點(diǎn)的一個(gè)測試碼，通過這個(gè)測試碼我們可以進(jìn)行故障檢測。但有一點(diǎn)我們必須明確，輸入信號的值不能與電路中的門電路功能自相矛盾，否則此通路不被敏化。通路敏化法的基本步驟：設(shè)置故障差異。令故障點(diǎn)的正常電平與有故障時(shí)的邏輯電平相反。選擇傳播通路。選擇從故障點(diǎn)到某輸出端的一條傳播路徑。通路敏化。對選定通路上的各個(gè)門電路的輸入端進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁x值，使故障差異可以傳播至輸出端。確定原輸入端的邏輯值。即對電路中未賦值的輸入端進(jìn)行賦值，使敏華通路的各個(gè)門電路具有3步驟所選定的值，此時(shí)各個(gè)門電路的輸入值就組成待測電路的一個(gè)測試碼。如果在此過程中，對原輸入端的賦值提出了互相矛盾的要求，則此通路敏華失敗，需重新選取通路進(jìn)行敏化。例如下面的電路（圖3-4），用通路敏化法求其測試碼，我們假設(shè)輸入點(diǎn)C的測試碼，=1\*GB3①設(shè)置故障差異，我們令C=0；=2\*GB3②選擇傳播路徑，我們可以選擇的路徑有C-U4A-U6A-U8A-F,C-U4-U7A-U8A-F,C-U5-U7A-U8A-F,我們用C-U4-U7-U8-F來說明；=3\*GB3③通路敏化，為了使故障差異可以傳到U4A，需DE=10，為了讓故障差異經(jīng)U7A，U8A傳到F，那么U5，U6A的輸出端應(yīng)該為1；=4\*GB3④確定原輸入端的邏輯值，由于U5的輸出端為1，那么BC=11，這與我們假設(shè)的C=0相矛盾，說明不存在任何一個(gè)輸入組合可以使故障差異C=0能經(jīng)U4-U7A-U8A傳到F，為此，我們要選擇另外一條通路，這就要返回第二步，選擇C-U4A-U6A-U8A-F，按照步驟可知，U4A輸出為1，則DE=10，U3輸出端為1，則AB=10，由此可知，這條通路下的測試碼為ABCDE=10010。若我們將這個(gè)測試碼加于待測電路中，輸出F=1，則說明電路沒有故障，反之則電路有故障。圖3-4通路敏化法運(yùn)用假設(shè)電路若我們把假設(shè)點(diǎn)設(shè)為D，D=0，選擇D-U4-U7A-U8A-F通路，我們可以求得測試點(diǎn)D的測試碼為ABCDE=10100，選擇D-U4A-U6A-U8A-F通路，我們可以求得測試點(diǎn)D的測試碼為ABCDE=01100和ABCDE=11100。綜上所述，我們可知，通路敏化法就是通過一個(gè)輸入端的假設(shè)，使得電路的最后輸出僅僅與此假設(shè)有關(guān)，而電路的其他輸入端的賦值必須滿足，不得影響電路的輸出，也不能影響故障差異的傳播，亦不能自相矛盾。對于不同測試點(diǎn)的選擇，所得的測試碼也是不同的，而且有的不止一個(gè)，有些是不能用于測試的，所以對于測試點(diǎn)的選擇，通路的選擇，是很重要的，可是我們又沒有辦法確定哪個(gè)測試點(diǎn)可以滿足我們的希望，我們只能憑感覺慢慢進(jìn)行解求，對于簡單的電路，我們可以慢慢的查找，一旦電路的通路很長，或者涉及的輸入引線很多，這時(shí)候通路敏化法將會很繁瑣，這是我們不想的，所以我們需要較為簡單的方法，下面我們來看看D-算法，它是建立在通路敏化法的基礎(chǔ)上的而來的。3.2.2D-算法D-算法也是通過通路來實(shí)現(xiàn)的，差別在于它引入了符號D及/D來定量的描述電路某根引線上的故障差異。如果引線正常情況下邏輯電平為1，有故障的邏輯電平0則稱為故障差異D，反之，如果引線正常情況下邏輯電平為0，有故障的邏輯電平1則稱為故障差異/D。對于一般電路來說，正常情況下的邏輯電平有0與1，但在引入邏輯符號D及/D后，電路中的引線邏輯值就可能是1、0、D、/D和尚未賦值x，這時(shí)候表示電路邏輯狀態(tài)的值就多了，假設(shè)電路有6跟引線A、B、C、E、F、H，其中A、B已賦值0、1，C具有故障差異D，E、F、H尚未賦值，那么這6跟引線的邏輯狀態(tài)可表示為：ＡＢＣＥＦＨ０１Ｄｘｘｘ這種表示方法被稱為立方。在D-算法中，就是用立方來表示門電路的邏輯特性，通路敏化法是用電路輸入端的引線來引入故障差異的，在D-算法中是從門電路的輸出端來引入故障差異的，例如下面電路（圖3-5）圖3-5D-算法立方電路圖用通路敏化法分析A可知，ABC=111是故障A的測試碼，如果用D-算法來求電路的測試碼，那么則要選擇P點(diǎn)，它是與非門的輸出端，這時(shí)我們的分析原理是，把U1A看成一個(gè)有故障的門電路（簡稱為故障門），根據(jù)電路的輸入輸出可知，若U1A沒有故障，則P=0，反之P=1。設(shè)置故障差異A=1，則B=1，故障門U1A的敏化和輸出可以用立方ABP11/D來表示，由于與非門是最基本的門電路單元，故稱該立方為兩輸入與非門的一個(gè)故障原D-立方，記為pdcf，簡稱故障立方。在通路敏化法中設(shè)置好故障差異后，就要傳播故障差異，在D-算法中，需要傳播的是故障立方，在圖3中，U2A的輸入端C應(yīng)為1，才能傳播這個(gè)故障立方到F，此時(shí)我們也可以用一個(gè)立方來表示這時(shí)候的電路邏輯電平CPF1/DD由于這個(gè)立方表示了故障差異傳播的條件和引線值的變化，稱為傳播立方，記為pdc。知道什么是傳播立方和故障立方,接下來就是求故障測試碼,在D-算法中我們把它稱為D-相交,它是實(shí)現(xiàn)通路敏化、反向跟蹤的計(jì)算工具。在圖3中，為使故障差異傳到P點(diǎn)，A、B、C的輸入電平應(yīng)該滿足：ABCPF11x/Dx為把P點(diǎn)的故障差異傳到F，則電路中各點(diǎn)應(yīng)滿足：ABCPFxx1/DD從上面兩個(gè)故障差異的傳播情況，我們可以知道，故障差異既要能夠傳播到P點(diǎn)，而P點(diǎn)的故障也要傳到F點(diǎn)，那么電路各點(diǎn)的邏輯電平值需同時(shí)得到滿足且不能矛盾，由此可知電路各點(diǎn)的電平為ABCPF111/DD綜上可知，為同時(shí)滿足兩個(gè)立方的要求，相當(dāng)于我們對兩個(gè)立方進(jìn)行了相交運(yùn)算，即A=a1a2a3。。。an。。。B=b1b2b3。。。bn。。。則F=AB=f1f2f3。。。fn。。。其中fn=anbn如果有AB=，則說明這兩個(gè)立方不相交，此故障差異沒有測試碼。由此我們可以推出D-算法的基本步驟=1\*GB3①選擇故障立方，目的是為了使故障差異能夠傳至故障門的輸出端，存在故障差異D或/D；=2\*GB3②D-傳播，把故障差異D或/D沿著某一條通路送至電路的最終輸出端，這一步是實(shí)現(xiàn)通路敏化，同時(shí)也會確定一些引線的邏輯值；=3\*GB3③一致性操作，簡單來說就是D-相交，用相交的方法得出各引線的原輸入組合，如果每條引線的值都不存在矛盾，則我們已經(jīng)求出原輸入的測試碼，如果出現(xiàn)了空集，那么我們需要回到第二步，選擇另外一條通路，重新進(jìn)行一致性操作，得出我們需要的測試碼集合。例如我們之前用通路敏化法求出的電路（圖3-4），現(xiàn)在我們來說明D-算法的具體運(yùn)用。圖3-4D-算法運(yùn)用假設(shè)電路=1\*GB3①選擇故障立方，設(shè)置故障差異C=0，對于故障門U4A來說，其故障立方為CDEP010D由于E經(jīng)過一個(gè)非門，直接連接于U4A的輸入端，為不影響故障差異傳播，所以E=0；=2\*GB3②D-傳播，我們選擇C-U4A-U6A-U8A-F這條通路，故障差異D在P點(diǎn)，在U6A、U8A門電路的傳播立方就有PORRSFD1/D/D/DDU6A立方U8A立方綜合在一起就是PORFD1/DD=3\*GB3③一致性操作，通過D-傳播的結(jié)果，從而確定各輸入的邏輯值，這時(shí)就要用到D-相交，但是，如果每一個(gè)門電路都要寫出門電路立方，然后求相交，這也會是一個(gè)很復(fù)雜的事，所以我們要用一些方法簡單化，使計(jì)算簡單一些。首先介紹一下蘊(yùn)涵操作，在D-算法中，一致性操作是嚴(yán)格最后執(zhí)行的，可是對于一些門電路，它使引線的值唯一的確定了，比如一個(gè)與非門，如果有一個(gè)輸入為0，那么它的輸出必然為1，如果輸出為0，那么它的所有輸入必須為1，我們稱由門輸入值唯一，決定輸出值的操作稱為正向蘊(yùn)涵，由們輸出值唯一，決定輸入值的操作稱為反向蘊(yùn)涵，這就是蘊(yùn)涵操作。還有一個(gè)是線確認(rèn)操作，其實(shí)線確認(rèn)操作就是一致性檢查，它是在D-傳播和蘊(yùn)涵操作以后進(jìn)行的，它主要用于在完成D-算法的大體步驟后，會存在一些門電路，它們的輸出引線值已經(jīng)確定了，但輸入引線值還沒有完全確認(rèn)，這就要進(jìn)行線確認(rèn)操作，確定輸入引線的值。從上面的分析可知，由于P點(diǎn)值為D，為了使D能夠順利傳至R，最后到F，則O點(diǎn)必須為1，S點(diǎn)需為1，可是由于U7A的輸入不能使輸出值為1，因?yàn)樗妮斎胗蠨差異，從U7A的另一個(gè)輸入可知，它的輸入可確定為1，故U7A的輸出就是/D,對于這個(gè)電路的分析我們可以歸納為ABCDEPOQRSF選擇故障立方01D反向蘊(yùn)涵U2A001D正向蘊(yùn)涵U5A001D0正向蘊(yùn)涵U7A001D01D-傳播U6A001D10/D1反向蘊(yùn)涵U3A1001D10/D1反向蘊(yùn)涵U1A10001D10/D1D-傳播U8A10001D10/D1D由表格可知，得到的測試碼為10001。綜上，對比通路敏化法，D-算法主要在于引入了邏輯值D、/D,和未知值x,在電路敏化過程中不在是唯一確定的值0和1，相當(dāng)于擴(kuò)大了我們分析的空間，不在局限于電路的取值情況，相比于通路敏化法要簡單一些，但兩者的分析方法大體一致。但是D-算法依然也要對通路的嘗試，因?yàn)椴皇敲恳粭l通路都會求得出測試碼，但相比于通路敏化法較為簡單了些，探索也少了，從這里我們可以看出，對于復(fù)雜的電路，如果引線邏輯值的取值范圍越廣，就更能在進(jìn)行一致性操作時(shí)給予引線賦值，在進(jìn)行相交算法時(shí)相對就同意了一些，為此在D-算法以后又出現(xiàn)了九值D-算法，這里是指在不確定的引線值中，引入了4中值，0/D,1/D,0//D,1//D。比如與非門，若設(shè)置A為故障差異D，對于B的取值可以是1或者D，對于或非門，設(shè)置A為故障差異D，對于B的取值可以是0或者D，同理亦可導(dǎo)出其他取值關(guān)系，這時(shí)候在進(jìn)行D-算法，我們就可以有效的降低了對通路的嘗試次數(shù)，對此我們就不做說明了。與非門或非門前面我們說的都是組合電路的模型，而在實(shí)際運(yùn)用中，我們接觸的大多是時(shí)序電路，時(shí)序電路因?yàn)榇嬖跁r(shí)序問題，有同步時(shí)序和異步時(shí)序之分，往往要比組合電路的分析復(fù)雜的多，在這里我們只討論同步時(shí)序電路。在同步時(shí)序電路中，通路敏化法和D-算法依然適用，我們知道時(shí)序電路需在每一個(gè)特定時(shí)序的作用下，才能進(jìn)行工作，就是說時(shí)序是門電路的開關(guān),但不管時(shí)序電路還是組合電路,我們都可以用圖3-6(1)所示,只是組合沒有時(shí)序輸入。對于時(shí)序電路，我們可以把它變?yōu)槿鐖D3-6（2）所示的電路，其功能不變。通過對圖3-6（2）迭代一起就組成時(shí)序電路。這就組成一個(gè)由時(shí)序電路迭代而成的組合電路,如圖3-6(3)所示。這時(shí)我們就可以用通路敏化法和D-算法進(jìn)行分析了。圖3-6(1)時(shí)序電路圖3-6(2)時(shí)序電路變換C(2)C(2)C(1)FFFFVi1Vo1Vi2Vo2……y1Y1y2Y2……圖3-6(3)時(shí)序電路轉(zhuǎn)換成組合電路除此之外，對于時(shí)序電路我們還可以進(jìn)行故障檢測試驗(yàn)，這里說的試驗(yàn)是通過把一個(gè)輸入序列加到時(shí)序電路輸入端，觀察它的輸出端，并分析結(jié)果，是否滿足電路的預(yù)定功能。首先我們要引入數(shù)字電路的狀態(tài)圖表示方法，所謂的狀態(tài)圖是指電路實(shí)現(xiàn)的方式是從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)，對于一個(gè)輸入，只有唯一的輸出與之對應(yīng)，簡單的有計(jì)時(shí)器，只能按著設(shè)定的計(jì)算方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，對于數(shù)字電路的時(shí)序電路，我們可以找到它所對應(yīng)的狀態(tài)圖，通過對輸入序列的控制，分析輸出端，實(shí)現(xiàn)對故障的檢測。3.2.3故障檢測試驗(yàn)由于時(shí)序電路的時(shí)序存在，而電路需要在時(shí)序的作用下才能有功能的實(shí)現(xiàn)，這就讓其測試問題變得復(fù)雜，但我們還是可以對電路的功能進(jìn)行檢測的，時(shí)序電路是一個(gè)大整體，但是它是可以劃分為不同的小部分的根據(jù)電路的實(shí)現(xiàn)功能，對此我們可以對小部分電路的功能進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對整體電路的檢測。這也是通過求得電路的故障檢測序列，在加于待測電路中，對比于電路的功能實(shí)現(xiàn)情況得出故障存在與否。故障檢測試驗(yàn)大致分為3步，第一是引導(dǎo)階段，將電路從未知狀態(tài)引導(dǎo)至預(yù)定狀態(tài)，第二步是驗(yàn)證是否存在電路所具有的所有狀態(tài)，第三步驗(yàn)證電路中的狀態(tài)是否可以按電路的功能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。例如表3-1所示的電路狀態(tài)圖，我們來求出它的檢測序列。表3-1電路狀態(tài)表初始狀態(tài)在輸入序列下的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和此狀態(tài)的輸出X=0X=1AC，0D，1BC，0A，1CA，1B，0DB，0C，1注：狀態(tài)A在0的作用下轉(zhuǎn)至狀態(tài)C，此時(shí)電路輸出為0=1\*GB1⒈引導(dǎo)階段，為了把電路引導(dǎo)至預(yù)定狀態(tài)，可采用同步序列，這里的同步序列是將電路引導(dǎo)至唯一的末態(tài)，這是根據(jù)電路的狀態(tài)表求得的，方法是根據(jù)樹狀圖，如圖3-8的樹狀圖。由圖可知，通過01010可以得到最后狀態(tài)D，故可得到到同步序列01010。而D狀態(tài)在這個(gè)序列下，電路應(yīng)該到達(dá)狀態(tài)C。圖3-8樹狀圖2.狀態(tài)驗(yàn)證階段，前面我們已經(jīng)將電路引導(dǎo)至C狀態(tài)，這時(shí)候我們要驗(yàn)證是否達(dá)到這狀態(tài)，為此要加入一個(gè)區(qū)分序列100，所謂的區(qū)分序列是指在它在作用于電路時(shí)，電路的輸出序列唯一的決定了電路的初態(tài)和末態(tài)。如表3-2所示。在表3-2區(qū)分序列下的狀態(tài)初態(tài)在100作用下末態(tài)A100CB101AC001AD110C這個(gè)序列下，如果電路的輸出為001，則說明電路已達(dá)到狀態(tài)C，同時(shí)表中也說明了在這個(gè)區(qū)分序列下電路會達(dá)到A狀態(tài)，這時(shí)我們也要對A狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。如表3-3所示，第四步加入序列1為了引入狀態(tài)B，第六步加入序列1為了引入D狀態(tài)。由此可知，狀態(tài)表中所有的狀態(tài)都出現(xiàn)了。表3-3狀態(tài)驗(yàn)證表輸入序列0101010010011001100100狀態(tài)變換CACBADCA輸出序列-001100010111100013.狀態(tài)轉(zhuǎn)換的驗(yàn)證階段，在第二步中我們已經(jīng)驗(yàn)證了一些狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系，但還沒有完全驗(yàn)證完，我們還要將剩下的驗(yàn)證完，即狀態(tài)表（表3-1）中的關(guān)系，驗(yàn)證的方法是在電路中加入輸入對應(yīng)的序列，得到所對應(yīng)的輸出與表對比就可以了，如表3-4所示。由表3-3和3-4可知，把對應(yīng)的序列加于電路，對比輸出就可以知道電路的故障問題。故表3-3和表3-4就是此電路的故障檢測序列。表3-4狀態(tài)驗(yàn)證表輸入01001010011100101100狀態(tài)ACADBADCADBAC輸出000110101110011011003.2.4基于Max-plus2的數(shù)字電路測試數(shù)字電路作為計(jì)算機(jī)發(fā)展的產(chǎn)物，我們肯定可以用計(jì)算機(jī)來分析、模擬它的特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)有很多軟件用于數(shù)字電路的分析與設(shè)計(jì)，專門的故障分析軟件也有，在這里我們說說數(shù)字電路的仿真軟件，因?yàn)槲矣X得電路中的故障，我們可以通過軟件進(jìn)行電路的模擬，進(jìn)而在對物理電路進(jìn)行簡單的檢測，我們就可以知道數(shù)字電路存在的故障所在，從仿真進(jìn)而對電路原圖進(jìn)行檢測、修改，這也是數(shù)字電路故障檢測的一種方法。我熟悉的數(shù)字電路軟件有兩個(gè)，一個(gè)是Multisim11.0，一個(gè)max-plus2，我會重點(diǎn)說max-plus2。Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言（VHDL）輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。VHDL全名Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage,誕生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE和美國國防部確認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言。在1993年，已被默認(rèn)為通用硬件描述語言。兩個(gè)不同在于，Multisim可用于模擬電路和數(shù)字電路，而max-plus2亦適用于數(shù)字電路和模擬電路，但是對數(shù)字電路中，max-plus2要實(shí)用的多。max-plus2功能強(qiáng)大、設(shè)計(jì)靈活，支持多種輸入模式，容易修改，且具有很強(qiáng)的獨(dú)立性，設(shè)計(jì)者可以不懂硬件結(jié)構(gòu)，也可以不管最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)器件是什么，VHDL會給我們選擇功能所需的一切器件。前面我們介紹了數(shù)字電路故障的測試碼集合，對于數(shù)字電路的測試我們是根據(jù)所得的測試碼進(jìn)行分析檢測的，但是對于數(shù)字電路的集成性規(guī)模大的原因，我們就可以將電路進(jìn)行劃分，乃至分解，我們可以將故障部分單獨(dú)劃分出來進(jìn)行分析，這時(shí)我們就可以用軟件進(jìn)行仿真，找出故障的原因。對于復(fù)雜的電路我們亦可以通過軟件來進(jìn)行分析。我們這里的電路測試是用基于Max-plus2軟件的仿真完成的，Max-plus2軟件支持4種輸入模式，分別為原理圖輸入方式、文本設(shè)計(jì)輸入、波形設(shè)計(jì)輸入、符號設(shè)計(jì)輸入，在使用上，Max-plus2跟其他軟件沒什么特別之處，下面我們就來認(rèn)識Max-plus2的使用方法。圖3-9Max-plus2主界面圖3-9就是Max-plus2的主界面，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，我們先要建好我們所需要的工程文件，這是為了放我們設(shè)計(jì)項(xiàng)目的，因?yàn)槲覀円盟鼇韺?shù)字電路進(jìn)行測試，根據(jù)不同的電路，我們需要設(shè)計(jì)不同的項(xiàng)目，比如說，如果我們知道電路的具體門電路結(jié)構(gòu)，那我們就可以直接用原理圖編輯，如果我們不知道電路的結(jié)構(gòu)，但我們知道有故障部分電路的實(shí)現(xiàn)功能，那么就可以用文本編輯，從仿真中推斷電路的故障，要是我們知道電路的波形傳遞情況，那就直接進(jìn)行電路的仿真，在用Max-plus2進(jìn)行數(shù)字電路故障檢測時(shí)候，必不可少的就是對所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行波形仿真，從仿真的波形中，我們可以簡潔明了的知道電路的一切情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對電路的檢測。現(xiàn)在我們就來用Max-plus2實(shí)現(xiàn)對圖3-4電路進(jìn)行仿真：圖3-4Max-plus2運(yùn)用假設(shè)電路首先我們先在磁盤中新建一個(gè)文件夾，用于放置設(shè)計(jì)的項(xiàng)目文檔，然后在Max-plus2主界面的file-project-name新建工程名字，為了方便，一般取與項(xiàng)目功能相關(guān)的名字。其次是原理圖設(shè)計(jì)輸入，在file-project-new項(xiàng)，會出現(xiàn)下面的4種情況，根據(jù)我們所需要的輸入方式選擇，進(jìn)入后會有不同的窗口，如果我們是對數(shù)字電路進(jìn)行測試，那我們一般用原理圖輸入比較多，通過對原理圖的編輯，適配，仿真，通過對仿真的時(shí)序波形進(jìn)行分析的得出我們所需要的結(jié)果。圖3-8是原理圖輸入的頁面，左邊的是工具欄，中間是輸入對話框。圖3-10原理圖輸入對話框現(xiàn)在我們要按照我們所需要的原理圖進(jìn)行編輯，即調(diào)入元器件，右鍵單擊輸入框，選擇EnterSymbol，會出現(xiàn)如下的窗口（圖3-11），根據(jù)不同的元器件庫選擇器件，然后添加。圖3-11元件庫選擇界面原理圖輸入的最終結(jié)果為圖3-12，在max-plus2中，庫里沒有的元器件是可以自行編輯的，編輯保存后即可調(diào)用。圖3-12Max-plus2輸入原理圖電路在原理圖輸入完成后，把此工程設(shè)為當(dāng)前工程，然后編譯，編譯在主菜單window下的，分別為編譯，適配，波形仿真，在編譯無誤后我們要進(jìn)行波形仿真，已確定電路的情況，首先新建一個(gè)波形文件（圖3-13），在工具欄的Node-EnterNodesFromSNF，添加輸入輸出端口（圖3-14），這樣就得到我們所需要的引線端口（圖3-15）。我們可以選擇全部，也可以選擇部分，根據(jù)自己的需要選擇。圖3-13波形仿真對話框圖3-14節(jié)點(diǎn)選擇對話框之后我們要給各引線節(jié)點(diǎn)賦值，因?yàn)槲覀兊妮斎霙]有時(shí)序，所以不用設(shè)置時(shí)鐘的頻率，我們用系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)鐘即可，當(dāng)然我