时序电路故障查找的方法和技巧

1.同步时序电路常见故障及查找方法

（1）同步计数电路常见故障

1）计数不正常：不计数或计数未达到预期要求。

2）进位不正常：未按照规定向高位送出进位信号。

（2）同步计数电路故障查找方法与技巧

1）计数不正常，不计数或计数未达到预期要求故障的查找方法与技巧。

计数电路不能正常计数，有可能是组成计数电路的触发器的驱动条件不满足或者是各触发器的复位端被长置成复位状态，也可能是计数时钟脉冲信号没有加到触发器的CP端等。

先检查触发器的复位端的电平情况是否正常，如不正常则检查连接线连接情况，开关接触是否良好等。还可以检查计数脉冲是否顺利送到各触发器的CP端，如果没有，先断开CP端的外接线，单独测量外来的CP信号正常与否，CP信号不正常，则检查外电路；CP信号正常，则检查CP信号输出端与触发器CP端之间的连接线。根据电路的驱动方程，逐一检测各触发器的输入端状态。

计数未到预期要求的这种故障很可能是由于后面某一级的触发器输入状态信号不正确，也有可能是该级没有接收到前级送来的状态信号，或者该级触发器复位端被永久复位、CP信号没能加入等原因造成。

先测量该触发器的CP端有没有时钟信号，其次可以测量该触发器复位端的电平情况，判断是否正常；检查该级输入端即触发器的J端与K端外接电路正确与否。

2）进位不正常的故障查找方法与技巧。

计数电路计数不正常或不计数，这两种情况的故障现象也会造成没有进位信号的输出，如果输出部分的门电路有故障也会引起该故障出现，当整个计数过程都正常，但没有进位脉冲产生时，应检查门电路部分。

2.寄存电路常见故障查找方法与技巧

寄存器是能够存放数码、运算结果或指令信息的数字部件。寄存器是依靠其内部的触发器来存放数码信息的，移位寄存器除了能存放数码信息外，还具有将数码移位的作用，可以左移也能右移。正常的寄存器必须能存取数码，因此在寄存器中除触发器以外还有一些起控制作用的门电路。通常所说的寄存器是指无空翻现象的边沿型触发器构成的寄存器。一个触发器可以存放一位二进制数码，所以一个触发器就是一位寄存器，n位寄存器则需要n个触发器。图6-21所示为一个由D触发器组成的四位数码并入、并出单拍接收方式的寄存器，其组成结构和工作原理很简单。

图6-21 四位数码寄存器

（1）数码寄存器故障现象及查找方法与技巧

假设CP脉冲到来前，输入端D₄D₃D₂D₁的状态为1101，Q₄Q₃Q₂Q₁为0000，CP脉冲到来后，Q₄Q₃Q₂Q₁的状态应变成1101，现发现结构仍为0000。可能存在的问题：一是各触发器没有工作电源；二是清零端被置成低电平；三是CP脉冲没进来。

电路输入端状态同上，当CP脉冲到来后，Q₄Q₃Q₂Q₁为1001或其他状态。这个故障可以找出不同的部分对应的触发器，用万用表检测其输入端状态、清零端电平、CP脉冲的进线等，排除触发器本身及与之相连的接线。

图6-22所示为D触发器组成的单向移位寄存器。图6-22a所示为四位右移寄存器，图6-22b所示为四位左移寄存器，它们的输入端是级连的方式，故为串行输入、并行输出的寄存器。

图6-22 D触发器组成的单向移位寄存器

（2）移位寄存器（左移寄存器或右移寄存器）故障现象及分析查找方法

以左移寄存器为例如图6-23b所示，被存数码逐位送到D₃端，Q₃接到D₂、Q₂接到D₁、Q₁接到D₀，每来一个CP信号，输入的数码向左移动一位。假如CP脉冲到来，寄存器不能按预定的目标移位，例如寄存器根本无反应、寄存器移位结果有误。分析查找方法如下：

1）寄存器根本没有反应。查电源是否正常；CP脉冲是否送到；复位端子被置成复位状态。使用万用表逐一检测可以发现问题。

2）寄存器移位结果有误。移位结果有错误，说明寄存器能实现移位功能，只是各触发器之间的连接可能有错误，也可能是某个触发器有故障。要仔细检查各级的连线是否正确和良好。如果连线没有问题，则是某一个触发器故障造成的，换同型号的新器件即可。如果该寄存器的输出还送到别的电路部分，检查故障时应附加考虑外电路故障的牵制作用。

常用的74LS194是一个四位双向移位寄存器，如图6-23所示。图6-23a所示为74LS194的引脚排列，图6-23b所示为74LS194逻辑功能示意图。

74LS194的主要功能为：置0功能、保持功能、并行送数功能、右移串行送数和左移串行送数功能。

（3）74LS194故障现象及分析查找的方法

1）故障现象：

图6-23 74LS194集成电路

①并入并出功能不正常。

②左移或右移功能不正常。(www.xing528.com)

③构成扭环计数器或脉冲发生器时计数过程或输出脉冲不正常等。

2）查找故障方法与技巧：

①并入并出功能不正常故障查找方法与技巧。

器件电源部分是否正常——检查工作电源；置0端或工作方式控制端M₁、M₀的状态不正确——测量清零端和工作方式控制端的电平；时钟信号有没有顺利送到器件的CP端——将该端用一根导线与时钟信号连接；数据是否完整送到——检测输入端D₀、D₁、D₂、D₃的电平。

②左移或右移功能（串行送数）不正常故障查找方法与技巧同上。

③构成扭环计数器或脉冲发生器时计数过程或输出脉冲不正常故障查找方法与技巧同上。

3.异步时序电路常见故障及查找方法

图6-24所示为异步计数电路。图6-24a所示为四位十进制异步加法计数器，图6-24b所示为三位二进制减法计数器。

图6-24 异步计数电路

（1）异步计数电路常见故障现象（以图6-24a为例）

1）CP信号到来时不能计数。

2）虽然能计数，但计数不正常。

（2）异步计数电路常见故障查找方法与技巧

1）计数器不能计数故障的查找方法与技巧。

故障分析：电源问题；可能由于第一个触发器或所有触发器的清零端出现低电平；第一个触发器可能没接收到CP脉冲；第一个触发器可能有故障。用万用表直接测量触发器的电源、检测清零端电平；检查第一个触发器CP端的外接线连接情况，直接测量该端有没有CP信号。如果前面的检查没有问题，应怀疑是第一个触发器有问题，更换一块新芯片试试看。如果计数器的输出还送到别的电路去，那么检查时应考虑外电路故障对计数器电路的附加影响。

2）虽然能计数，但计数不正常故障的查找方法与技巧。

故障分析：个别触发器的电源没加上；触发器之间的连接有误或断线；个别触发器的清零端没接好；由于门电路有问题，使门电路失去正常功能，导致反馈信号不能正常反馈；由于门电路部分接线不好导致提前反馈清零等。

故障查找方法：先检查各触发器电源，触发器之间的连接线；根据计数故障现象检查被怀疑触发器的清零端连接；检查集成门电路的电源、与触发器之间的连接线。如果接线没问题，应怀疑器件有故障，更换新器件。同样如计数电路还外接其他电路，应考虑外电路的不正常对本电路的影响。

（3）集成计数器（以74LS290为例）

图6-25所示为二-五-十进制计数器。从内部结构可以看到，74LS290也是异步计数器，由4个JK触发器和逻辑门电路组合而成。

74LS290的电路功能为：74LS290有两个相互独立的计数器，分别是二进制和五进制计数器，要实现十进制计数时，必须将Q₀与五进制计数器的时钟端CP_A连接起来。R_0A、R_0B是计数器的置0端，S_9A、S_9B是计数器的置9端，它们都是高电平有效，因此，计数器正常计数时，必须将R_0A、R_0B、S_9A、S9B接地。

图6-25 74LS290集成电路

1）故障现象（以图6-26所示74LS290构成的二十三进制计数电路为例）：

①电路不工作。

②只计数0到1或0到19或其他不正常的情况。

③有一片或两片都始终出现9等。

2）常见故障的查找方法与技巧：

图6-26 74LS290构成的计数器

①分析故障的原因：如整个计数电路不工作，可能电源供电有问题；也可能接线不好或门电路不好，造成R_0A、R_0B端悬空，计数器始终置0，另外，应考虑计数信号有没有顺利送至集成计数器的CP端，S_9A、S_9B接地是否良好等。

②查找方法与技巧：先直接检测器件的电源，再检查R_0A、R_0B端是否为低电平（如果不是，可能由于非门的输出到R_0A、R_0B端的连线断路或门电路器件有问题）；检查S_9A、S_9B接地是否良好。如上述检查仍不能解决问题，应考虑计数器件的问题或外接电路的故障所带来的牵制，更换器件或检查外电路。