毕业设计 [论文] 题目：简易逻辑分析仪的设计
系别：电气与电子工程系
专业：电气工程及其自动化
姓名：
学号：
指导教师：
平顶山工学院
2008 年05 月28 日
目录
目录 (1)
摘要 (2)
Abstract (3)
简易逻辑分析仪..................................... 错误！未定义书签。第一章绪论.. (4)
1.1 选题的目的和意义 (4)
1.2 逻辑分析仪的基本组成原理 (4)
1．3 逻辑分析仪的主要技术指标及发展趋势 (6)
第二章方案论证与比较 (7)
2.1 数字信号发生器模块 (7)
2.2 逻辑分析仪模块 (8)
第三章信号发生器实现方案 (11)
3.1 硬件组成 (11)
3.2 软件组成 (14)
第四章简易逻辑分析仪方案实现 (15)
4.1 结构组成 (15)
4.2 数据采集和存储部分 (16)
4.3 逻辑状态与波形显示部分 (17)
4.4 简易逻辑分析仪的软件流程 (23)
4.5 实时波形存储与上下翻页 (24)
第五章：操作说明 (26)
5.1 数字信号发生器操作方法 (26)
5.2 逻辑分析仪操作方法 (26)
第六章附录 (28)
第七章总结 (42)
致谢 (43)
摘要
本系统由8位可预置的循环移位数字信号发生器、简易逻辑分析仪两部分组成。
循环移位数字信号发生器由51单片机控制，可以产生8位可预置逻辑信号序列和时钟信号波形。其中一路输出电平可在0～5V内调节。采用16×2液晶显示各设置参数，显示直观，设置方便。
简易逻辑分析仪采用双单片机协同工作的方式：其中一片单片机作输入控制、数据存储、数据显示及各控制参设置；另一片单片机控制D/A转换器输出波形到示波器。两单片机之间采用串行方式进行通信。我们采用XY扫描方式的显示方法。X轴的锯齿波信号由D/A转换器产生，由于要同时显示8路信号，所以Y轴的信号由被测信号、时标信号和参考电平相加得到，在软件配合下，可以比较方便实现8路信号的稳定显示，同时也可显示时间标志线和触发点位置。
在本设计中，数据采集采用触发字触发方式。信号采集电路中采用门限电压调节电路，可以采集0.25～4V门限的各种逻辑电平，存储深度达到24bit，示波器可以实现对8路24bit信号同时显示。
关键字：数字信号发生器逻辑分析仪
D/A转换器示波器存储深度
Abstract
The system is composed of two parts,the simple logical analyzer and a digital signal generator whose value can be preseted
The signal generator is controlled by 51 sianal-chip microcomputer,and can both generate a 8 bit signal series and a CLK sigal..One of the voltage can be adjusted between 0 v and 5 v.All the parameters being referred will be displayed in the Liquid-crystal display CA1602A,for which is very convenience.
The simple logical analyzer adopts the way two sianal-chip microcomputers works together .One microcomputer controlls the input ,data storage,data display and the establishment of the data,and the another one controlls the D/A converter to display the signal figure in the Oscilloscope.The two of the computers communicates with each other in the series way.Also we display the wave througr XY scanning way. The Saw-tooth wave signal in the X channel is forged in the D/A converter. Because the 8 groups signals will be diaplayed simultaneously,the voltage on the Y will be equalled with the sums of the reference voltage , the time indice signal and the sigals which will bu measured.With the help of the software,the 8 groups signals will be displayed stablely,also the time induce line and the trigger position will be showed in the Oscilloscope.
In this system,the data sampling is trigged bytrigger-words.For the using of the threshhold voltage adjustment circuit in the signal sampling circuits,logical level between 1.25 v and 4 v will be sampled,and the storage depth achieves 24 bit,and 8 groups 24 bit signal will be displayed in the Oscilloscope simultaneously.
Key words: digital signal generator logycal analyzer D/A converter oscilloscope storage depth
第一章绪论
1.1选题的目的和意义
随着集成电路技术的发展和计算机的应用，数字系统的实现方法也经历了由分立元件、小规模、中规模到大规模、超大规模，直到今天的专用集成电路（ASIC），然而其调试和检测也越来越复杂。逻辑分析仪作为电路设计的重要检测工具在现代电路设计中也发挥着越来越重要的作用。
本人选《简易逻辑分析仪的设计》这个课题有如下目的和意义：
1、通过查阅资料了解当前行业前沿的设计思路和当今逻辑分析仪的现状和未来的发展方向；
2、培养自己根据要求建立方案并对方案进分析和证论的能力以及自己的计算、和绘图能力；
3、培养自己分析问题，灵活应用所学知识解决问题并将所学的知识与现实相联系的能力；
4、培养自己通过利用各种渠道获取自己所需知识信息的能力；
5、提高自己科技论文写作方面的能力；
6、本设计作品可用于实验室中对电路进行简单的测试，同时避免了花费大比资金购买专用的逻辑分析仪，节约了资本。
1.2 逻辑分析仪的基本组成原理
逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备，它可以监测硬件电路工作时的逻辑电平（高或低），并加以存储,用图形的方式直观地表达出来，便于用户检测,分析电路设计(硬件设计和软件设计) 中的错误，逻辑分析仪是设计中不可缺少的设备，通过它，可以迅速地定位错误，解决问题，达到事半功倍的效果。
逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，最主要
的作用在于时序判定。由于逻辑分析仪不像示波器那样有许多电压等级，通常只显示两个电压（逻辑1和0），因此设定了参考电压后，逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定，高于参考电压者为High,低于参考电压者为Low，在High与Low之间形成数字波形。逻辑分析仪按照其工作特点, 可以分为逻辑状态分析仪和逻辑定时分析仪两类,它们的组成原理基本相同,区别主要是数据的采集方式及显示方式有所不同。逻辑状态分析仪主要用于系统的软件分析，它在被测系统的时钟控制下进行数据采集,检测被测信号的状态,并用0和1，助记符或映射图等方式显示.逻辑定时分析仪主要用于信号逻辑时间关系分析,一般用于硬件测试。它在自身时钟的作用下,定时采集被测信号状态,以伪方波等形式显示出来以进行观察分析。
目前的逻辑分析仪一般同时具有状态分析和定时分析能力. 根据硬件设备设计上的差异，目前市面上逻辑分析仪大致上可分为独立式（或单机型）逻辑分析仪和需结合电脑的PC-based卡式虚拟逻辑分析仪。独立式逻辑分析仪是将所有的测试软件、运算管理元件以及整合在一台仪器之中；卡式虚拟逻辑分析仪则需要搭配电脑一起使用，显示屏也与主机分开。
逻辑分析仪的种类繁多,在通道数量,分析速率,存储深度,触发方式及显示方式等各方面各不相同,但其基本组成结构是相同的.它主要包括数据捕获和数据显示两大部分.由于数字系统的测试,一般要观察较长时间范围的信号间逻辑关系或较长的数据流,才能进行分析,逻辑分析仪一般采用先进行数据捕获并存储数据,然后进行数据显示并观察分析.数据捕获部分包括信号输入,采样,数据存储,触发产生和时钟电路等.外部被测信号送到信号输入电路,与门限电平进行比较通过比较器整形为符合逻辑分析仪内部逻辑电平的信号(如TTL电平).采样电路在时钟控制下对信号进行采样,采样获得的数据流送到触发产生电路进行触发识别,根据数据捕获方式,在数据流中搜索特定的数据字(触发字),当搜索到符合条件的触发字时,就产生了触发信号。数据存储电路在触发信号的作用下进行相应的数据存储控制,而时钟电路可以选择外时钟或内时钟作为系统的工作时钟。数据捕获完成后,由显示控制电路将存储的数据以适当方式显示出来,以便对捕获的数据进行观分析。
1．3 逻辑分析仪的主要技术指标及发展趋势
根据逻辑分析仪的功能特点,衡量逻辑分析仪性能的主要技术指标有定时分析最大速率,状态分析最大速率,通道数,存储深度(每个通道可以存储的数据位数)出发方式,输入信号最小幅度,输入门限变化范围以及毛刺捕获能力等。
大规模集成电路和计算机技术的飞速发展,对逻辑分析仪提出了更高的要求。逻辑分析仪的性能在不断提高,以适应数字系统测试的需要。早期的逻辑分析仪测试速度慢,功能简单,而且定时分析仪与状态分析仪分属两中仪器。由于计算机和集成电路技术的发展,人们把定时分析与状态分析结合在一起,以便于计算机系统的软硬件分析。而且逻辑分析仪的分析速率,通道数,存储深度等技术指标也在不断提高.逻辑分析仪除了不断提高主要技术指标,其功能也在不断完善.如加强数据处理分析功能,不仅能进行反汇编代码显示,有的还可以进行高级语言的源程序显示;采用时间直方图检测程序各模块的执行时间,分析程序效率;用地址直方图监测程序模块活动情况,分析系统资源利用率。
逻辑分析仪的另一个发展趋势是与时域测试仪器示波器的结合。随着数字系统的速度加快以及结构的复杂化,单纯的逻辑分析仪已难以找出故障原因,此时要通过信号的混合分析才能完成故障诊断。混合信号分析,要求对信号进行逻辑分析的同时,对信号的波形细节进行观察,逻辑分析仪只能进行逻辑时序分析,示波器能观察波形,单独的逻辑分析仪或示波器都不能完成混合信号分析。这时可以将两者集成在一起构成混合信号分析仪,以实现更强的测试分析能力.同时逻辑分析仪也向逻辑分析系统的方向发展和多用途方向发展。
第二章方案论证与比较
本题目实际由数字信号发生器和逻辑分析仪两个相对独立的部分组成，在这里也对它们进行分别介绍：
2.1 数字信号发生器模块
一、信号发生模块
根据题目要求，可以采用以下几种方案来实现循环移位序列：
1、方案一：采用555定时器和可预置移位寄存器。用74LS194A接成8位可预置循环移位寄存器，方波发生器提供一时钟信号给移位寄存器，预置数用8个波段开关接入，这样就可以产生循环移位序列。此方案简单可靠，但硬件复杂，不易扩展。
2、方案二：用PC 通过软件编程可以从并行口输出信号波形，不需要硬件电路，且设计灵活，但是不适合本毕业设计的要求，并且PC体积大，携带不方便。
3、方案三：采用中规模FPGA，使用VHDL语言设计移位寄存器。此方案可以实现精确定时产生信号，且信号频率可调，体积小, 但其显示电路占用资源多，这样设计出来的电路系统将大且复杂。
4、方案四：采用一片89C51单片产生波形序列。用单片机产生数字信号，设计简单，设置灵活，，并且易扩展其他功能，并且我们学过单片机，对于这方面的知识，有一定基础，用此方案来实现8路循环移位信号，既复习了以前学过的知识，又锻炼了自己的能力。
综合分析上述各方案，比较其优缺点，包括灵活性、可靠性、可扩展性和易操作性，所以选用方案四。
二、信号检测模块
信号检测模块主要用来提高输入阻抗，设置逻辑电平的门限电压。
1、方案一：采用比较器实现。手动调节门限电压，利用可调电阻器调节每
路输入比较器的参考电压，从而改变门限电压。
2、方案二：采用比较器实现。利用D/A实现门限电压的调节，将D/A输出
的电压作为比较器的参考电压，从而改变门限电压。
对于方案一，这种方法比较直接，但是实际调节起来却比较繁琐，而且在没有仪表指示的情况下很难做到准确调节；方案二能比较容易控制门限电压，且有四个D/A转换器集成的芯片LM339可以应用，接线也比较方便，所以选用方案二。
2.2 逻辑分析仪模块
要实现本题目的基本要求，主要实现数据采集存储和控制示波器显示的功能。其中数据采集功能要求可采集8路信号，存储深度选择为24位，数据量为24×8=24bytes,对于一般的单片机系统很容易实现。
对于显示功能，要求用示波器显示清晰稳定的8路数字波形，再包括额外的时间标线和触发点的显示，则共需要、9个通道。对于示波器来说，为了显示的波形清晰稳定，一般要求扫描的刷新频率ｆ＞25Hz。每显示一路信号，需要沿X轴扫描24个位，设定每个位需要显示10个点，则显示一个通道需要24×10个点。
同时显示9通道的数字波形，则共显示24×9=216个位，216×10个点。
由此可知，扫描一个点所需的时间为：1秒/（25祯*24位*9通道*10点）=18.5微秒/点。对于采用12MHz晶振的单片机来说，仅能执行大约15条指令。如果数据采集存储和控制显示功能由同一单片机来实现，处理起来十分困难。即使是24兆的单片，也只能执行30条左右而已。因而若用单MCU来实现，则须用更高性能的单片来实现。因此只用一片普通51单片来实现是不现实的。
针对以上分析，提出以下方案：
1、方案一：采用高性能单CPU系统实现，比如32位的ARM芯片作为控制
系统核心。该方案框图如图2.1：
图2.1 应用高性能CPU实现的系统框图
如果采用此方案，可以很好的解决同时采样和控制显示的功能，但是ARM 系统设计调试复杂，且由于作者本人知识的局限性，不能很好的应用该方案实现系统设计，在此仅提出一种设想。所以不宜采用此方案。
2、方案二：针对分析中提出的问题，我们也可以采用两片普通51单片机来实现系统设计，一片51实现数据采集，存储；另一片51实现控制示波器实时显示功能，两片51之间采用串行通信来解决数据通信问题，这样的方案可以满足题目提出的设计要求。系统框图如图2.2：
图2.2 采用双单片机实现的系统框图
3、方案三：采用大规模FPGA来实现系统,
采用FPGA来实现相应功能，一般是使用状态机方式来实现，即所解决的问题都是规则的有限状态转换问题。分析本题目的要求，可以看出，其中的逻辑控制灵活多变，适合于采用程序控制的cpu执行方式，如使用FPGA来实现，大部分的资源会消耗用来控制键盘和显示等辅助功能，用在主逻辑控制方面的资源相对比较少。另外，此种规模PLD系统设计复杂，容易出错。此方案系统框图如图2.3：
图2.3 采用FPGA实现的系统框图
综合分析上述各方案，比较其优缺点，包括灵活性、可靠性、可扩展性和易操作性，所以选用方案二。
第三章信号发生器实现方案
3.1 硬件组成
硬件结构框图如图3.1：
图3.1 信号发生器硬件结构框图信号发生器由3个小模块构成
1、输出滞留稳压电源模块
电路图如图3.2：
图3.2 稳压电路原理图
本模块主要完成对个电路供电的功能，主要由电源变压器、桥式整流器、电容滤波器、三端集成稳压器等组成。其作用是将交流电转换为平稳的直流电，核心部分是整流电路和稳压电路。
电源变压器将交流220V电压变为7.5V交流电，经由桥式电路全波整流作用以后，得到脉动直流电，经C1滤波后得到9V的直流电，电容器C3为三端稳压器W7805的输入端补偿电容，其作用是消除输入端引线过长引起的自激振荡，抑制电源的高频干扰，安装时尽量靠近集成稳压器，C5、C7为输出端补偿电容，以改善输出瞬态响应。
2、信号发生器模块
连接原理图如图3.3所示:
图3.3 信号发生器电路原理图
采用89C51产生逻辑循环序列信号，由P0口输出，即Q0--Q7的八路信号输出。输出序列信号由T0计数器溢出中断产生，采用方式1。
MAX813L具有上电复位、Watchdog输出、掉电电压监视、手动复位四大功
能。WDI（Watchdog Input）主要是作为Watchdog计数器重定用的。在1.6秒内若CPU不触发复位看门狗定时器，则WDO（Watchdog Output）将输出低电平。复位电路分为手工复位与上电复位。上电复位用比较器产生触发信号触发触发器，以此产生复位信号。同时，对时基产生的脉冲进行定时，当复位时间达140毫秒时，Reset发生器产生一脉冲使复位信号无效。上电复位时，只要电压低于4.63V，复位信号Reset就有效；当电源电压超过4.63V时，Reset信号仍将继续保持140毫秒左右，以保证CPU复位可靠后无效。手动复位时，MR（Manual Reset）接地时间不小于150纳秒，则可产生一个手动复位过程。即在复位端产生140毫秒的有效复位信号（高电平有效）。若将WDO端与MR连接，则可组成上电复位及看门狗复位电路。MAX813L各管脚功能如表3.1所示：
表3.1 MAX813L各管脚功能
3、显示部分
液晶显示选用CA1602A,LCD显示数据输出接P1口。液晶显示内容第一行为标题信息，第二行开始的8位0、1数字是循环输出的逻辑信号序列，接着输出的是信号的频率值。CA1602A LCD管脚功能列表如表3.2：
表3.2 CA1602A LCD管脚功能列表
3.2 软件组成
1、流程图：
程序流程图如图3.3所示。
图3.3 信号发生器程序流程图
2、软件说明：
在初始化部分，其频率值F的具体计算如下所示：
100HZ信号的周期为：1/100=0.01S=10000VS
12MHZ的单片机机器周期为：12/12=1VS
T0的计数初值：NUM= 65536－10000=55536
输出时钟频率为：F=100HZ，则一个时钟周期循环输出8位序列中的一位。
要输出较为精确的频率，用计算到的常数进行循环产生脉冲，并按执行实际情况适当进行调整计数初值，使实际周期准确。
第四章简易逻辑分析仪方案实现
4.1 结构组成
本分析仪由数据采集存储和控制显示两部分构成：数据采集存储模块由信号输入电路、89C51单片机、小键盘和液晶显示模块组成；逻辑状态与波形显示模块由D/A变换器（TLC7226）和89C51构成。两模块之间采用串行通信方式。
结构框图如图4.1所示：
简易逻辑分析仪
图4.1 简易逻辑分析仪结构框图
框图解释：首先，通过键盘和LCD进行人机交互，设置相应的阈值信息和触发信息，然后MCU1通过串行通信把这些控制信息传给MCU2，由MCU2控制D/A转换器产生阈值电压，该电压作为电压比较器的基准电压，与8位循环移位数字信号进行比较，产生数字信号到MCU1，该单片机把采集到的数据存储起来，然后通过串行通信把数据传给MCU2，MCU2把这些数据经过拼装整理以后，在示波器上显示出来。
4.2 数据采集和存储部分
此部分对应框图中的MCU1、电压比较器、键盘和LCD液晶显示
1、输入电路：
八路输入信号通过电压比较器LM339和D/A转换器TLC7226提供的基准电压作比较后，作为存储单片的输入，8路信号接入LM339同相输入端，可以获得较大阻抗。
LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。其引脚图如图4.2：
图4.2 LM339引脚图
2、触发和存储原理：
本部分功能主要依靠51单片机来实现。
根据题目要求，对逻辑信号的采集我们采用触发字来触发的方式。触发字又分单级触发字和三级触发字两种，单级触发字的预置依靠小键盘输入实现。当单片机采集到的状态字和用户所提供的触发字8位逻辑状态完全一致时，开始一次数据采集，连续采集24位，然后存储到显示缓冲区中，这样每个显示通道的存储深度为 24bit；
对于三级触发字方式，设定从外部采两位的状态，连续取三次，都和我们设定的两位逻辑状态一样的情况下，将进入3级触发采集状态，开始采集。
采集完24位数据后，存储起来。为了同时显示8路信号，所以数据送去显示前要把采集到的数据进行拼装处理，把采集到的24个字节排列成适合显示的8通道数据组合，每一通道存放从同一输入端口采集到的24BIT信息即组合形成8个存储深度为24BIT的数据显示通道，这样就可以把数据依次送到示波器上按行扫描显示。
4.3 逻辑状态与波形显示部分
此部分对应框图中的MCU2、D/A转换器和示波器。本部分的主要难点集中在示波器显示控制上，我们先对示波器的显示方法进行分析讨论：
1、显示方法分析：
要能同时在示波器上看到8路信号波形，模拟示波器需要用外接扫描信号方式工作示波器上显示数字信号发生器的8路信号和1路触发点位置标识，共需9个通道。同时显示这9个通道的信号，需要采用动态扫描的方法：借助9个不同的基准电压，使显示的9路波形分别处在不同的位置上，即把要在示波器上显示的信号电平Qi+Vi偏置电平（i=0～7)加与示波器Y轴输入端。X轴输入则是由TLC7226提供的线性锯齿波。
显示的信号电平Qi+Vi其叠加效果如图4.3的Y++所示：
图4.3 信号电平Qi+Vi叠加效果图
具体扫描方式有三种方案可供选择：
（1）按行扫描方式，X用外触发方式，扫描10次扫完一屏。Ｘ要外接线性的锯齿波信号，Ｙ和上述说明中没有变化。按行扫描送的数据是把数据采集存储24BIT深度后，把Q0--Q7的数据串行送到示波器，即先送Q0的24BIT,再依次送Q1--Q7的24BIT,扫完一屏要送9次（还有时标数据）。
时标的扫描方法：扫描光标是单独进行的一行扫描。我们在扫描光标亮点的时候，给Ｘ提供一个小平台电压，这样扫描光点在平台电压的持续时间内水平方向不移动，而与此同一时间，Ｙ方向上快速扫描，形成一竖直的时标线。这样X轴的电压是带一个小平台的锯齿波。
（2）按行扫描方式，X用外触发方式，扫描9次扫完一屏，X、Y接法和方案一一样。此扫描方法没有单独去实现时标的显示扫描，时标的扫描显示通过将时标分成9次显示分别在各频道的扫描显示中打点显示，由于一屏的扫描时间为(1/25)S,眼睛是觉察不到时标的分段显示过程的。这样也可减少一次扫描时间，提高显示质量，且同样可以实现方案二中的竖直时标线，也不至于造成产生小平台锯齿波的问题。此方法较简单，且效果也不错。
（3）按列扫描方式，X采用外触发方式,故X、Y接法同方案2。
具体扫描过程是：按列扫描时送数据的顺序是8位为一组，即单片机采集
一次的Q0--Q7共8BIT数据，扫完一屏需送24次。扫描第一个通道的10点（即1BIT)结束后，X输入的电平立刻变为此BIT的起始处的电平值，Y方向同时变化一台阶，再扫描第二个频道的10点，重复第一频道的操作，一直扫描到存储深度24（第0页），则扫完一屏。
此方案中X端的不规则锯齿输入的提供也是一个问题，这种方案情况下的时标输入也是先计算好位置，在单BIT扫描中打点实现的。
综合以上几种方案的分析比较，我们选用方案2，此方案灵活简单，实现起来相对方便，而且可以达到较好的效果。
2、具体硬件实现：
（1）D/A转换器：TLC7226引脚图如图4.4
图4.4 TLC7226引脚图
TLC7226提供的基准电压变化范围大（0～5V)，可适应各种输入信号的逻辑电平，提高了测量范围和测量精度。
此输入电路在本设计中，由于信号发生器输出TTL电平，没有将这一优点体现出来。
数据显示模块用一片162A液晶显示,用高四位传输数据，接法与信号发生器中一样。
频谱分析仪的设计方案及实际应用案例汇总 频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。现代频谱分析仪能以模拟方式或数字方式显示分析结果，能分析1 赫以下的甚低频到亚毫米波段的全部无线电频段的电信号。仪器内部若采用数字电路和微处理器，具有存储和运算功能;配置标准接口，就容易构成自动测试系统。 基于MSP430 的FM 音频频谱分析仪的设计方案 本文中主要提出了以MSP43 处理器为核心的音频频谱分析仪的设计方案。以数字信号处理的相关理论知识为指导，利用MSP430 处理器的优势来进行音频频谱的设计与改进，并最终实现了在TFT 液晶HD66772 上面显示。 基于NIOS II 的频谱分析仪的设计与研制 本设计完全利用FPGA 实现FFT，在FPGA 上实现整个系统构建。其中CPU 选用Altera 公司的Nios II 软核处理器进行开发, 硬件平台关键模块使用Altera 公司的EDA 软件QuartusIIV8.0 完成设计。整个系统利用Nios II 软核处理器通过Avalon 总线进行系统的控制。 基于频谱分析仪二代身份证读卡器测量 本文所介绍使用频谱仪检测RFID 读卡器的应用实例也是一种通用检测 方案，可广泛应用在RFID 读卡器和主动式电子标签研发过程中的调试、产线 的检验等多个方面。 基于频谱分析仪分析手机无线测试 本文将对手机无线通信中遇到的问题提出相应的解决方案。手机在进行通信时存在着频段控制、通信质量检测和信号大小控制等问题。被射频工程师
目录 概述 (1) 第1章逻辑分析仪原理及基本概念 (2) 1.1逻辑分析仪原理 (2) 1.2逻辑分析仪基本概念 (2) 1.2.1定时采样 (2) 1.2.2状态采样 (3) 1.2.3动态采样 (3) 1.2.4存储容量 (3) 1.2.5采样时间 (4) 1.2.6测量带宽 (4) 1.2.7门限电压 (5) 1.2.8触发 (5) 1.2.9触发位置优先 (5) 1.2.10触发状态优先 (5) 第2章致远逻辑分析仪 (6) 2.1命名规则 (6) 2.1.1LA系列逻辑分析仪 (6) 2.1.2LAB系列逻辑分析仪 (6) 2.2功能特色 (7) 2.2.1测量线 (7) 2.2.2逻辑笔 (7) 2.2.3频率计 (8) 2.2.4双边沿同步采样 (9) 2.2.5触发方式 (9) 2.2.6数据滤波 (10) 2.2.7数据导出 (11) 2.2.8协议分析 (11) 2.3型号对比 (11) 2.3.1LA系列对比 (11) 2.3.2LAB系列对比 (12) 2.3.3LA系列与LAB系列对比 (13) 第3章如何使用逻辑分析仪 (14) 3.1逻辑分析仪软件安装 (14) 3.1.1安装ZlgLogic软件 (14) 3.1.2安装驱动程序 (18) 3.1.3软件升级 (19) 3.2逻辑分析仪硬件连接 (21) 3.3逻辑分析仪使用步骤 (25) 3.3.1频率测量 (25) 3.3.2总线测量 (28) 3.3.3SPI测量 (31) 3.3.4SPI总线分析 (32) i
3.3.5SPI触发设置 (34) 3.4逻辑分析仪使用注意事项 (36) 3.4.1确保接地良好 (36) 3.4.2合理设置采样频率 (37) 3.4.3合理设置触发方式 (37) 3.4.4合理设置门限电压 (37) 3.4.5使用Timing-State模式 (38) 3.4.6差分信号测量 (38) 第4章逻辑分析仪的应用 (39) 4.1逻辑分析仪队列触发的应用 (39) 4.1.1队列触发在数字通信系统的应用 (39) 4.1.2队列触发在工业自动化领域的应用 (40) 4.2逻辑分析仪数据延迟触发的应用 (42) 4.2.1原理分析 (42) 4.2.2测试步骤 (42) 4.3逻辑分析仪插件触发的应用 (44) 4.4逻辑分析仪外部触发的应用 (44) 4.4.1触发输出在电路调试中的应用 (44) 4.4.2触发输入在电路调试中的应用 (46) 4.4.3其它应用 (47) 4.5逻辑分析仪在数据采集开发系统中的应用 (47) 4.6逻辑分析仪在1-wire总线开发中的应用 (49) 4.7逻辑分析在LIN总线开发中的应用 (51) 4.8逻辑分析仪在DALI总线开发中的应用 (53) 4.9逻辑分析仪在CAN总线开发中的应用 (54) 4.10逻辑分析仪在FPGA开发中的应用 (55) 4.11逻辑分析仪在ACTEL平台中的应用 (57) 4.11.1方案介绍 (58) 4.11.2实现过程 (58) 4.12逻辑分析仪在RFID开发中的应用 (60) 4.12.1方案介绍 (60) 4.12.2方案实现 (60) 4.12.3实现过程 (61) 4.13逻辑分析仪在SDRAM开发中的应用 (62) 4.13.1硬件平台介绍 (62) 4.13.2建立应用平台 (63) 4.13.3逻辑分析仪测量应用 (64) 4.14逻辑分析仪在USB开发中的应用 (65) 4.14.1测量方法 (66) 4.14.2应用实例 (67) 4.15逻辑分析仪在CF卡开发中的应用 (68) 4.15.1CF卡原理 (68) 4.15.2插件解码分析 (69) 4.16逻辑分析仪在SD卡开发中的应用 (71) ii
本科生毕业设计报告学院物理与电子工程学院专业电子信息工程 设计题目：基于51单片机的 简易逻辑分析仪设计 学生姓名 指导教师 （姓名及职称） 班级 学号 完成日期：年月
基于51单片机的简易逻辑分析仪设计 物理与电子工程学院电子信息工程 [摘要]本设计完成了一种能进行数字电路中多路数据测试的简易逻辑分析仪。它以51单片机控制核心，数模转换器为逻辑信号门限电平控制电路，用按键和 12864LCD作为人机交互界面，采用C51进行模块化编程，实现了四路信号的测试，具有成本低，使用方便等特点。 [关键词]数字电路单片机数模转换器逻辑分析仪 1 设计任务与要求 本设计的主要任务及参数指标是：数据位数4位，存储深度80字；数据速率最高1kHz；输入阻抗大于50kΩ；逻辑信号门限电平在1.0V～4.0V 范围内按8级任意设定。 2 设计方案 本系统采用51单片机为控制核心，系统由单片机系统、逻辑电平控制、按键、LCD显示、系统电源等模块构成。被测数据输入到逻辑电平控制模块，然后进行单片机进行测试，按键用于控制逻辑信号门限电平的大小，系统电源为各模块供电，各模块的供电电压为5V。
图1 系统框图 3 设计原理分析 3.1 单片机系统电路设计 图2 单片机系统电路 单片机系统为逻辑分析仪的核心，负责控制逻辑分析仪的逻辑电平、检测按键并驱动LCD 进行显示。单片机系统电路如图2所示，由晶体振荡器Y1、电容C3和C4构成振荡器电路，为单片机提供时钟信号。电容C1、电阻R2和R1、按键KEY1构成单片机复位电路，高电平复位，当按键KEY1按下的时间超过2个机器周期以上时，单片机就执行复位操作。EA 接高电平，单片机首先访问内部程序存储器。J1为1KΩ的排阻，作为P0口的外部上拉电阻。在硬件制作时为了方便单片机的测试和功能的扩展，把所有的I/O 口均通过排针引出。 EA/VP 31X119X218RESET 9 RD 17WR 16 INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27 28 PSEN 29 ALE/P 30TXD 11RXD 10U18051 P10 P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27 123456789J1 1K +5 Y112M +5 RXD TXD RD WR T0T1INT0INT1C3 22p F C4 22p F R28.2K C110u F +5 12J6CON2 KEY1SW2 R1100 . .
简易逻辑分析仪 摘要 本系统是由单片机作为主控制器、可编程器件作为辅助控制单元来实现数字信号产生、逻辑信号采集和示波器显示。 由单片机为核心的信号发生器，实现了大范围可控频率、预设码型的信号输出；数据采集模块的输入电路中的程控迟滞比较器，提高了输入信道的抗干扰能力。可编程器件高密度特点在本系统中的应用，大大减少了外围器件，增强了系统的可靠性。带有LCD显示模块为用户控制提供友好的人机界面，实现了设置掉电保护功能，并支持鼠标操作和图形打印。 关键词逻辑分析仪单片机可编程器件程控迟滞比较器一、方案论证及选择
方案一： 利用普通的74系列移位计数器构成数字信号发生器，纯单片机方式实现逻辑分析仪。 图 1-1 方案一结构框图 如图1-1所示，数字信号发生器部分，利用74系列的移位计数器的基本功能，通过拨码开关向置数端预置循环序列，通过TTL 驱动输出数字信号。逻辑分析仪部分的门限电压由电位器控制。这种方法单片机除了完成基本的数据分析外，还需要完成对逻辑数据的采集、存储、显示等大量控制工作。 方案二： 由单片机产生数字信号序列，由另外两片单片机构成逻辑分析仪。 射随器 门限 比较器 电位器 调压电路 单 片 机 Z Y X D/A D/A 预 置 拨码开关 序列 输出 数字信号发生器 简易逻辑分析 100Hz 时钟 键盘 级联74 移位计数器 数码管
图 1-2 方案二结构框图 如图1-2所示，相比方案一在信号产生上方案二采用了单片机方案，数码管显示循环序列码状态，本方案用软件可以实现不同频率、更加复杂数字信号的输出。在逻辑分析仪部分，部分的特点是双单片机结构，二者通过串口通信，下位机单片机3只负责显示，上位机单片机2通过D/A 输出程控的门限电平。本方案解决了显示与数据采集处理不能同时工作的矛盾， 方案三 利用FPGA/CPLD 的高速特点，实现系统并行工作，这是本方案相比于方案二的特色之一。用可编程器件可以高速完成单一功能模块。FPGA/CPLD 的使用弥补了单片机在高速采集和实时显示的弱点，使整个系统的处理能力远超过当前微控制器的水平，这使设计十分具有发挥的空间。而且通过合理地划分软硬件的工作量，将使软件控制和软件编写变得容易。 单 片 机 2 单 片 机 3 单 片 机 1 输出级TTL 驱动 射随器 D/A 门限 比较器 串口 通信 Z Y X D/A D/A 数码管 键盘 数字信号发生简易逻辑分析 键盘 数码管
东北石油大学课程设计 2014年7月18 日
东北石油大学课程设计任务书 课程通信电子线路课程设计 题目简易频谱分析仪 专业姓名学号 主要内容、基本要求、主要参考资料等 主要内容： 设计一个测量频率范围覆盖为10MHz-30MHz，可根据用户需要设定显示频谱的中心频率和带宽，还可以识别调幅，调频和等幅波信号的简易频谱分析仪。基本要求： （1）频率测量范围为10MHz--30MHz； （2）频率分辨力为10kHz，输入信号电压有效值为20mV±5mV，输入阻抗为50Ω； （3）可设置中心频率和扫频宽度； （4）借助示波器显示被测信号的频谱图，并在示波器上标出间隔为1MHz 的频标。 主要参考资料： [1]谢家奎．电子线路(非线性部分)［M］．北京:高等教育出版社． [2] 张建华．数字电子技术［M］．北京:机械工业出版社． [3] 陈汝全．电子技术常用器件应用手册［M］．北京:机械工业出版社． 完成期限2014.7.14 — 2014.7.18 指导教师 专业负责人 2014年7 月14 日
摘要 系统利用SPCE061A单片机作为主控制器，采用外差原理设计并实现频谱分析仪：利用DDS芯片生成10KHz步进的本机振荡器，AD835做集成混频器，通过开关电容滤波器取出各个频点（相隔10KHz）的值，再配合放大，检波电路收集采样值，经凌阳单片机SPCE061A的处理，最后送示波器显示频谱。测量频率范围覆盖10MHz-30MHz，可根据用户需要设定显示频谱的中心频率和带宽，还可以识别调幅，调频和等幅波信号。 关键词：SPCE061A；DDS；频谱分析仪
基于单片机的简易逻辑分析仪 目录 第1节引言 (3) 1.1系统概述 (3) 1.1.1系统的特点 (4) 1.1.2系统的功能 (4) 第2节系统主要硬件电路设计 (5) 2.1 系统结构框图 (5) 2.2 主体控制模块 (5) 2.3 系统硬件的主体实现 (7) 2.3.1 数字信号发生器模块的电路设计与实现 (7) 2.3.2 主控系统模块的电路设计与实现 (8) 2.3.3 LED显示模块的电路设计与实现 (10) 2.3.4 硬件的抗干扰措施 (12) 第3节系统软件设计 (13) 3.1 系统软件流程 (13) 3.2 中断服务子程序 (15) 3.3 AT24C04程序设计 (15) 第4节结束语 (19) 参考文献 (20) 基于单片机的简易逻辑分析仪
第1节引言 信息时代是数字化的时代，数字技术的高速发展，出现了以高性能计算机为核心的数字通信、数字测量的数字系统。在研究这些数字系统产品的应用性能的同时也必须研究在设计、生产和维修他们的过程中，如何验证数字电路设计的合理性、如何协调硬件及其驱动应用软件的工作、如何测量其技术指标以及如何评价其性能。逻辑分析仪的出现，为解决这些问题提供了可能。 随着数字系统复杂程序的增加，尤其是微处理器的高速发展，用示波器测试己显得有些无能为力。1973年在美国应运而生的逻辑分析仪(Logic Analyzer)，能满足数字域测试的各种要求。它属于总线分析仪一类的数据域测试仪器*主要用于查找总线(或多线)相关故障．同时对于数据有很强的选择能力和跟踪能力，因此，逻辑分析汉在数字系统的测试中获得了广泛的应用。 逻辑分析仪（Logic Analyzer）是以逻辑信号为分析对象的测量仪器。是一种数据域仪器，其作用相当于时域测量中的示波器。正如在模拟电路错误分析中需要示波器一样，在数字电路故障分析中也需要一种仪器，它适应了数字化技术的要求，是数字、逻辑电路、仪器、设备的设计、分析及故障诊断工作中不可按少的工具。在测试数字电路、研制和维修电子计算机、微处理器以及各种集成化数字仪表和装置中具有广泛的用途；还是数字系统设计、侦错、软件开发和仿真的必备仪器；作为硬件设计中必不可少的检测工具，还可将其引入实验教学中，建立直观感性的印象，提升学生的硬件设计能力，可以全面提高教学质量；随着科技的发展，LA在多通道、大存储量、高采样速率、多触发功能方面得到更快的发展，在航天、军事、通信等数字系统领域得到越来越广泛的应用。 我们从上面可以看出逻辑分析仪在各个领域的广泛应用。那么我们在学习、应用的同时设计并制作一个简易的逻辑分析仪就显的意义重大了，这样这个过程既可以让我们更加深入理解其原理，又可以提高动手设计并制作整个系统电路的能力，还可以将其作为简易仪器应用于以后的实验中。 1.1系统概述 因在本节中，我们将对简易逻辑分析仪的应用进行分析。给出它的特点，能实现的功能以及系统的简单操作 1.1.1 系统的特点 逻辑分析仪也称逻辑示波器，它是用来分析数字系统逻辑关系的一种仪器。逻辑分析仪的主要作用有二个：一是用于观察的形式显示出数字系统的运行情况，相当于扩展了人们的视野，起一个逻辑显示器的作用；二是对系统运行进行分析和故障诊断。
简易频谱分析仪[ 2005年电子大赛二等奖] 摘要：本设计以凌阳16位单片机SPCE061A为核心控制器件，配合Xilinx Virtex-II FPGA及Xilinx公司提供的硬件DSP高级设计工具System Generator，制作完成本数字式外差频谱分析仪。前端利用高性能A/D对被测信号进行采集，利用FPGA高速、并行的处理特点，在FPGA内部完成数字混频，数字滤波等DSP 算法。 SPCE061A单片机是整个设计的核心控制器件，根据从键盘接受的数据控制整个系统的工作流程，包括控制FPGA工作以及控制双路D/A在模拟示波器屏幕上描绘频谱图。人机接口使用128×64液晶和4×4键盘。本系统运行稳定，功能齐全，人机界面友好。 关键字：SPCE061A 简易频谱分析仪 一、方案论证 频谱分析仪是在频域上观察电信号特征，并在显示仪器上显示当前信号频谱图的仪器。从实现方式上可分为模拟式与数字式两类方案，下面对两种方案进行比较： 方案一：模拟式频谱分析仪 模拟方式的频谱仪以模拟滤波器为基础，通常有并行滤波法、顺序滤波法，可调滤波法、扫描外差法等实现方法，现在广泛应用的模拟频谱分析仪设计方案多为扫描外差法，此方案原理框图如图1.1：
图 1.1 模拟外差式频谱仪原理框图 图中的扫频振荡器是仪器内部的振荡源，当扫频振荡器的频率在一定范围内扫动时，输入信号中的各个频率分量在混频器中产生差频信号 （），依次落入窄带滤波器的通带内（这个通带是固定的），获得中频增益，经检波后加到Y放大器，使亮点在屏幕上的垂直偏移正比于该频率分量的幅值。由于扫描电压在调制振荡器的同时，又驱动X放大器，从而可以在屏幕上显示出被测信号的线状频谱图。这是目前常用模拟外差式频谱仪的基本原理。模拟外差式频谱仪具有高带宽和高频率分辨率等优点，但是模拟器件调试复杂，短期实现有难度，尤其是在对频谱信息的存储和分析上，逊色于新兴的数字化频谱仪方案。 方案二：数字式频谱分析仪 数字式频谱仪通常使用高速A/D采集当前信号，然后送入处理器处理，最后将得到的各频率分量幅度值数据送入显示器显示，其组成框图如图1.2： 图 1.2 数字式频谱仪组成框图
word文档整理分享 本科生毕业设计报告学院物理与电子工程学院专业电子信息工程 设计题目：基于51单片机的 简易逻辑分析仪设计 学生姓名 指导教师 （姓名及职称） 班级 学号 完成日期：年月
基于51单片机的简易逻辑分析仪设计 物理与电子工程学院电子信息工程 [摘要]本设计完成了一种能进行数字电路中多路数据测试的简易逻辑分析仪。它以51单片机控制核心，数模转换器为逻辑信号门限电平控制电路，用按键和 12864LCD作为人机交互界面，采用C51进行模块化编程，实现了四路信号的测试，具有成本低，使用方便等特点。 [关键词]数字电路单片机数模转换器逻辑分析仪 1 设计任务与要求 本设计的主要任务及参数指标是：数据位数4位，存储深度80字；数据速率最高1kHz；输入阻抗大于50kΩ；逻辑信号门限电平在1.0V～4.0V 范围内按8级任意设定。 2 设计方案 本系统采用51单片机为控制核心，系统由单片机系统、逻辑电平控制、按键、LCD显示、系统电源等模块构成。被测数据输入到逻辑电平控制模块，然后进行单片机进行测试，按键用于控制逻辑信号门限电平的大小，系统电源为各模块供电，各模块的供电电压为5V。
图1 系统框图 3 设计原理分析 3.1 单片机系统电路设计 图2 单片机系统电路 单片机系统为逻辑分析仪的核心，负责控制逻辑分析仪的逻辑电平、检测按键并驱动LCD 进行显示。单片机系统电路如图2所示，由晶体振荡器Y1、电容C3和C4构成振荡器电路，为单片机提供时钟信号。电容C1、电阻R2和R1、按键KEY1构成单片机复位电路，高电平复位，当按键KEY1按下的时间超过2个机器周期以上时，单片机就执行复位操作。EA 接高电平，单片机首先访问内部程序存储器。J1为1KΩ的排阻，作为P0口的外部上拉电阻。在硬件制作时为了方便单片机的测试和功能的扩展，把所有的I/O 口均通过排针引出。 EA/VP 31X119X218RESET 9 RD 17WR 16 INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27 28 PSEN 29 ALE/P 30TXD 11RXD 10U18051 P10 P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27 123456789J1 1K +5 Y112M +5 RXD TXD RD WR T0T1INT0INT1C3 22p F C4 22p F R28.2K C110u F +5 12J6CON2 KEY1SW2 R1100 . .
目录 引言 (5) 一、LABVIEW和数字逻辑分析仪简介 (6) 1.1 LABVIEW简介 (6) 1.2 数字逻辑分析仪简介 (6) 1.3 实验平台简介 (8) 二、数字逻辑分析仪的总体设计 (8) 三、前面板设计 (11) 四、程序设计 (11) 五、调试及结果 (13) 六、总结心得 (14) 七、参考文献 (15)
引言 数字逻辑分析仪重点在于考察信号高于或低于某一门限电平值，以及这些数字信号与系统时间之间的相对关。逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备，它可以监测硬件电路工作时的逻辑电平（高或低），并加以存储,用图形的方式直观地表达出来，便于用户检测,分析电路设计(硬件设计和软件设计) 中的错误，逻辑分析仪是设计中不可缺少的设备，通过它，可以迅速地定位错误，解决问题，达到事半功倍的效果。逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，最主要作用在于时序判定。由于逻辑分析仪不像示波器那样有许多电压等级，通常只显示两个电压（逻辑1和0），因此设定了参考电压后，逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定，高于参考电压者为High,低于参考电压者为Low，在High与Low之间形成数字波形。逻辑分析仪分为两大类：逻辑状态分析仪（Logic State Analyzer,简称LSA）和逻辑定时分析仪（Logic Timing Analyzer）。这两类分析仪的基本结构是相似的，主要区别表现在显示方式和定时方式上。 LabVIEW是目前国际上唯一的编译型图形化编程语言，使用“所见即所得”的可视化技术建立人机界面，使用图标表示功能模块迷失用图标之间的连线表示各模块间的数据传递。同时LabVIEW继承了高级编程语言的结构化和模块化编程的优点，支持模块化与层次化实际，这种结构的实际增强了程序的可读性。 LabVIEW是一种图形化的编程语言和开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接收，被公认为是标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 是一个功能强大且灵活的软件，利用他可以方便的建立自己的虚拟仪器。以LabVIEW为代表的图形化编程语言，又称为“G”语言。使用这种语编程时，基本上不需要编写程序代码，而是“绘制”程序流程图。LabVIEW尽可能利用工程技术人员所熟悉的术语、图标和概念，因而它是一种面向最终用户的开发工具，可以增强工程人员构建自己的科学和工程系统的能力，可为实现仪器编程和数据采集系统提供便捷途径。 本次课程设计就是在LabVIEW基础上设计一个8位数字逻辑分析仪。并从中学习和了解LabVIEW的运用和编程。
基于单片机的简易逻辑分析仪毕业设计论文 目录 第1节引言 (3) 1.1系统概述 (3) 1.1.1系统的特点 (4) 1.1.2系统的功能 (4) 第2节系统主要硬件电路设计 (5) 2.1 系统结构框图 (5) 2.2 主体控制模块 (5) 2.3 系统硬件的主体实现 (7) 2.3.1 数字信号发生器模块的电路设计与实现 (7) 2.3.2 主控系统模块的电路设计与实现 (8) 2.3.3 LED显示模块的电路设计与实现 (10) 2.3.4 硬件的抗干扰措施 (12) 第3节系统软件设计 (13) 3.1 系统软件流程 (13) 3.2 中断服务子程序 (15) 3.3 AT24C04程序设计 (15) 第4节结束语 (19) 参考文献 (20)
基于单片机的简易逻辑分析仪 第1节引言 信息时代是数字化的时代，数字技术的高速发展，出现了以高性能计算机为核心的数字通信、数字测量的数字系统。在研究这些数字系统产品的应用性能的同时也必须研究在设计、生产和维修他们的过程中，如何验证数字电路设计的合理性、如何协调硬件及其驱动应用软件的工作、如何测量其技术指标以及如何评价其性能。逻辑分析仪的出现，为解决这些问题提供了可能。 随着数字系统复杂程序的增加，尤其是微处理器的高速发展，用示波器测试己显得有些无能为力。1973年在美国应运而生的逻辑分析仪(Logic Analyzer)，能满足数字域测试的各种要求。它属于总线分析仪一类的数据域测试仪器*主要用于查找总线(或多线)相关故障．同时对于数据有很强的选择能力和跟踪能力，因此，逻辑分析汉在数字系统的测试中获得了广泛的应用。 逻辑分析仪（Logic Analyzer）是以逻辑信号为分析对象的测量仪器。是一种数据域仪器，其作用相当于时域测量中的示波器。正如在模拟电路错误分析中需要示波器一样，在数字电路故障分析中也需要一种仪器，它适应了数字化技术的要求，是数字、逻辑电路、仪器、设备的设计、分析及故障诊断工作中不可按少的工具。在测试数字电路、研制和维修电子计算机、微处理器以及各种集成化数字仪表和装置中具有广泛的用途；还是数字系统设计、侦错、软件开发和仿真的必备仪器；作为硬件设计中必不可少的检测工具，还可将其引入实验教学中，建立直观感性的印象，提升学生的硬件设计能力，可以全面提高教学质量；随着科技的发展，LA在多通道、大存储量、高采样速率、多触发功能方面得到更快的发展，在航天、军事、通信等数字系统领域得到越来越广泛的应用。 我们从上面可以看出逻辑分析仪在各个领域的广泛应用。那么我们在学习、应用的同时设计并制作一个简易的逻辑分析仪就显的意义重大了，这样这个过程既可以让我们更加深入理解其原理，又可以提高动手设计并制作整个系统电路的能力，还可以将其作为简易仪器应用于以后的实验中。 1.1系统概述 因在本节中，我们将对简易逻辑分析仪的应用进行分析。给出它的特点，能实现的功能以及系统的简单操作 1.1.1 系统的特点 逻辑分析仪也称逻辑示波器，它是用来分析数字系统逻辑关系的一种仪器。逻辑
安阳工学院电子信息与电气工程学院 《EDA技术》课程大作业 题目：简易逻辑分析仪 班级： 2011级电子信息工程一班 评分标准： 1、题目难易度。 10% 2、设计和结论正确，分析清晰合理。 40% 3、大作业报告阐述清晰，格式规范。 20% 4、陈述清晰，回答问题正确。 30% 大作业成绩 总成绩=T+J*40%+(J+J*(X-1/N))*30% T为回答问题成绩，J为教师成绩，X为学生自评分值，N为小组人数
简易逻辑分析仪 1. 设计任务 逻辑分析仪可以将数字系统中的脉冲信号、逻辑控制信号、总线数据甚至毛刺脉冲都能同步高速的采集进该仪中的高速RAM中暂存，以备显示和分析。我们所设计的简易逻辑分析仪是一个8通道的逻辑数据采集电路，它可以将输入到RAM中的计数结果通过输出线完整地按地址输出出来，其中CLK(时钟信号)，CLK_EN(时钟使能信号)，CLR(清零端)，WREN(写入允许控制)和DIN（7..0）（写入允许控制），OUTPUT(八位数据输出)。预期可以将输入到简易逻辑分析仪中的数据可以完整的读取出来。 2.设计方案 我们所设计的简易逻辑分析仪主要有三个功能模块构成：一个8位LMP_RAM0，存储1024个字节，有十根地址线；一个十位计数器LMP_COUNTER和一个锁存器74244。设计思路框图如下图一： 图一设计思路框图 3. 方案实施 3.1、LPM计数器模块的设计 首先打开一个原理图编辑窗，存盘取名为 eda1,然后建成工程，在进入本工程的原理图,单击Mega Wizard Plug-In Manger 管理器按钮，然后进入如图二所示的窗口,选择LPM-COUNTER模块，再选择CycloneⅢ和VHDL;文件名为CONT10B。
简易逻辑分析仪 摘要 本系统基于逻辑分析仪原理，以AT89C系列单片机为核心，设计制作完成了简易逻辑分析仪。本系统主要由数字信号发生器模块、采集存储和示波器显示模块、人机交互模块三部分组成。基于题目要求，本系统对触发方式、信号采集存储、示波器显示波形和时间标志线、友好的人机界面等功能进行了重点设计。经测试，各项指标均满足基本部分和发挥部分的要求，并且有些指标超出题目要求。 关键字：逻辑分析仪；单片机；液晶 Abstract： Keywords: Signal Oscilloscope;MCU;LCM 1、 总体方案设计 1. 方案比较和选择 方案一：纯FPGA/CPLD（可带IP核）或FPGA/CPLD与单片机结合方式。即由FPGA/CPLD产生数字序列信号，判断单、三级触发信号，设定门限电压，采集、存储、显示被测信号；由IP核实现人机交互及信号测量分析等功能；或由单片机完成IP核实现的功能。此方案优点是速度快、精度高。缺点是软硬件复杂、调试困难、程序不易控制、性价比极低；而且体现不出本方案的优势。 方案二：纯单片机方式。即由多片单片机分别完成数字序列发生器，判断触发信号、数据采集、存储、显示，人机交互、门限电压设定
等功能。优点是操作方便、软件结构清晰、控制灵活、调试容易、性价比较高。本系统对速度的要求不是很高，所以单片机完全能够胜任。 2. 系统设计方案 本系统以三片单片机AT89C51为核心，将设计任务分解为数字信号发生器模块、采集存储和示波器显示模块、人机交互模块三部分。其中核心和关键部分是采集存储和示波器显示模块，另外两个模块起辅助作用。总体系统框图如图1所示。 图1 2、 电路设计与分析 1.可预置的8路数字信号发生器 本模块用于产生8路可预置的重复循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL电平，序列时钟频率为100Hz。输出数字信号如图2示例所示。
简易逻辑分析仪 一、方案论证及选择 1、系统总体框图如下： 整个系统由信号发生器部分、信号调理部分、ARM软件控制部分以及输出显示部分组成。 2、数字信号发生器模块 方案一：采用555定时器和可预置移位寄存器。用两片74LS194A接成8位可预置循环移位寄存器，方波发生器提供一时钟信号给移位寄存器，预置数用8个按键接入（即循环序列），此方案简单可靠。 方案二：用PC 通过软件编程可以从并行口输出信号波形，不需要硬件电路，且设计灵活，但是不适合电子设计竞赛，并且PC体积大，携带不方便。 方案三：采用中规模FPGA，使用VHDL语言设计移位寄存器。此方案可以实现精确定时产生信号，且信号频率可调，体积小, 但其显示电路占用资源多，这样设计出来的电路系统将大且复杂。 方案四：采用一片AT89C2051单片产生波形序列。用单片机产生数字信号，设计简单，设置灵活，频率调节方便。 综合分析上述各方案，比较其优缺点，本系统有其固定的频率要求，故选用最简单的方案一。 3、门限电压分级部分 方案一、采用单片机软件控制分级输出不同的电压值，给到比较器的反相端。该方案简单、且输出电压精确。 方案二、用单片机产生一路PWM波，再经过两级RC低通滤波可得到直流电压，通过控制PWM波的占空比来改变电压值，达到分级效果。该方案RC滤波得到的电压不稳定，且有纹波。
方案三、直流电源供5V电压，采用电阻、电位器进行一级一级的分压，以实现分级效果。该方案电路复杂，且电位器调节比较难。 方案四、采用数字式电位器，由单片机结合相应的外围电路进行控制，以实现分压。采用程控方式，得到的电压精确且稳定。 鉴于本系统软件程序较多，ARM内部仅两个DA，故选择方案四以避免使用单片机内部DA。 二、硬件部分单元电路 1、数字信号发生器电路 该部分采用了555定时器产生一定频率的时钟信号，通过改变滑动变阻器阻值可实现频率在一定范围内可变，定时器后接一个非门以增强后级驱动能力。定时器产生的方波信号作为双向移位寄存器74LS194的输入时钟，利用74LS194的两个控制端（S0，S1）来产生八路可预置的循环移位逻辑信号序列。当按键SW2按下时，74LS194将按键的逻辑状态输入移位寄存器，送入移位寄存器的这组数值便在时钟的控制下循环移位。 2、信号调理部分 由移位寄存器产生的逻辑信号经过电压比较器LM339，与一可调门限电压进行比较，并输出TTL逻辑电平。这些电平信号输入到单片机与用户自己设置的触发状态字进行比较进而输出题目要求采集的信号。由于LM339输出的信号电平为5V，而单片机可承受的电压最大为3.3V，故需在LM339后进行光耦隔离以防止外部设备给过大的电流给单片机，同时也达到降压的效果。
基于DSP的简易频谱分析仪设计 摘要 我们对一个信号的认识只在时间域是远远不够的，所以还要在频域去认识和分析它。在电子测量中，测量网络阻抗特性以及传输特性是经常遇到的问题问题，其中，幅频特性、增益和衰减特性、相频特性等是属于传输特性内的。它很大程度方便了调整，校准被测网络及排除故障。 本此设计制作了一个简易频谱分析仪从而可以更直观的看到信号的特性。为了实现这一目标，我们需要利用快速傅里叶变换（FFT）来实现对信号的频谱分析。由于DSP可以处理比较复杂的算法本次设计采用FFT算法通过DSP分析显示输入波形的频率值。 关键词：频谱分析DSP FFT 显示频率
The Simple Spectrum Analyzer Design Based on DSP Abstract We can’t know a signal only in the time domain .It is far from enough, so we also recognize and analyze it in the frequency domain. In the electronic measurement, impedance and transmission characteristics of the network are often encountered in the measurement problems; Transmission characteristics include the gain characteristics, attenuation characteristics, amplitude-frequency characteristic and phase frequency characteristics. It provides a great convenience for the adjustment of the network under test, calibration and troubleshooting. We design a simple spectrum analyzer to see the characteristics of the signal more intuitively. In order to achieve this goal, we need to use the fast Fourier transform ，that is FFT which make spectrum analysis of the signal. Since the DSP can solve the more complex algorithms than others. Hence, we designed a simple spectrum analyzer using the FFT algorithm by DSP to show the frequency of the input waveform. Key word s: Spectrum Analyzer ; DSP; FFT ; Frequency Display
声明: 本文来自 另外,将68013制作逻辑分析仪的原理说明简单整理了一下,大家可以瞧瞧,如果想DIY也就不难了。点击此处下载ourdev_578200、pdf(文件大小:203K)(原文件名:逻辑分析仪开发手册、pdf) 前言 一、什么就是逻辑分析仪 二、使用介绍 三、安装说明 四、Saleae软件使用方法 五、逻辑分析仪硬件安装 六、使用Saleae分析电视红外遥控器通信协议 七、使用Saleae分析UART通信 八、使用Saleae分析IIC总线通信 九、使用Saleae分析SPI总线通信 十、Saleae逻辑分析仪使用问题与注意事项
淘宝地址: (原文件名:21、jpg) 前言: 工欲善其事,必先利其器。逻辑分析仪就是电子行业不可或缺的工具。但就是由于一直以来,逻辑分析仪都属于高端产品,所以价格居高不下。因此我们首先要感谢Cypress公司,提供给我们68013这么好的芯片,感谢俄罗斯毛子哥将这个Saleae逻辑分析仪开源出来,让我们用平民的价格,就可以得到贵族的待遇,获得一款性价比如此之高的逻辑分析仪,可以让我们在进行数字逻辑分析仪的时候,快速查找并且解决许多信号、时序等问题,进一步提高我们处理实际问题的能力。 原本计划,直接将Saleae的英文版本使用手册直接翻译过来提供给大家,我花费半天时间翻译完后,发现外国人写的东西不太符合我们国人的思维习惯,当然,也就是由于我的英语水平有限,因此,我根据自己摸索这个Saleae的过程,写了一份个人认为符合中国人习惯的Saleae,提供给大家,希望大家在使用过程中少走弯路,快速掌握使用方法,更快的解决自己实际遇到的问题。 由于个人水平有限,因此在文章撰写的过程中难免存在问题与错误,如果有任何问题,希望大家能够提出来,我会虚心接受并且改进,希望通过我们的交流,给越来越多的人提供更加优秀的资料,共同进步。 一、什么就是逻辑分析仪: 逻辑分析仪就是一种类似于示波器的波形测试设备,它通过采集指定的信号,并通过图形或者数据统计化的方式展示给开发人员,开发人员通过这些图形化时序信号按照协议来分析硬件或者软件中的错误。逻辑分析仪就是设计中不可缺少的设备,通过它,可以迅速定位错误,发现并解决问题,达到事半功倍的效果,尤其在分析时序,比如1wire、I2C、UART、SPI、CAN等数据的时候,应用逻辑分析仪解决问题非常快速。 如果在您的工作中有数字逻辑信号,您就有机会使用逻辑分析仪。因此应选好一种逻辑分析仪,既符合所用的功能,又不太超越所需的功能。用户多半会找一种容易操作的仪器,它在功能控制上操作步骤较少,菜单种类也不多,而且不太复杂。而Saleae就就是一种低端的,比较适合大众化的逻辑分析仪,价格便宜,而且常用的逻辑分析功能足够,人机界面人性化,非常适合实用。 以下就是一个Saleae分析I2C时序的一个典型例子:从图中我们可以清晰的瞧到,起始信号start,从地址就是0x50的器件中去读取数据,第一个字节就是0xc0,第二个字节就是0x50,有了逻辑分析仪,我们可以快捷的找出我们的I2C时序读写数据的正确与否,可以很快将问题解决。后边的讲解中,我会详细讲解逻辑分析仪分析红外遥控器,UART时序,I2C时序的具体方式方法。
D7简易逻辑分析仪 摘要 本系统由8位可预置的循环移位数字信号发生器、简易逻辑分析仪两部分组成。 循环移位数字信号发生器由51单片机控制,可以产生8位逻辑信号序列和时钟信号波形,并且逻辑信号序列可以预置。其中一路输出电平可在０～５Ｖ内调节。采用１６×２液晶显示各设置参数，显示直观，设置方便。 在简易逻辑分析仪的设计中，由于要在示波器上显示8路波形，此操作占用大量运算时间，故而采用双单片机协同工作的方式：其中一片单片机作输入控制、数据存储、数据显示及各控制参数设置；另一片单片机控制Ｄ／Ａ转换器输出波形到示波器。两单片机之间采用串行方式进行通信。我们采用XY扫描方式的显示方法。X轴的锯齿波信号由Ｄ／Ａ转换器产生，由于要同时显示8路信号，所以Y轴的信号由被测信号、时标信号和参考电平相加得到，在软件配合下，可以比较方便实现８路信号的稳定显示，同时也可显示时间标志线和触发点位置。 在本设计中，采用插线连接信号发生器和简易逻辑分析仪，连接方式灵活、方便。数据采集有单级、多级（３级）触发方式。信号采集电路中采用门限电压调节电路，可以采集0.1～4.5Ｖ门限的各种逻辑电平，存储深度达到２４Ｂit，示波器可以实现对８路２４Ｂit信号同时显示。时间标志线，触发点等功能完善。达到了基本的设计要求，并对其它的功能进行了较好的完善和扩充。
第一部分：方案论证与比较 由于本题目实际由两个相对独立的部分组成，所以我们对两个部分分别进行分析讨论： 一、数字信号发生器 根据题目要求，我们考虑可以采用以下几种方案可以采用： 1、方案一：采用555定时器和可预置移位寄存器。用74LS194A接成8位可预置循环移位寄存器，方波发生器提供一时钟信号给移位寄存器，预置数用8个波段开关接入（即循环序列）。此方案简单可靠，但信号频率不易更改，硬件复杂，不易扩展。 2、方案二：采用EPROM固化波形输出，EPROM存储容量大，将各种波形的产生程序固化到EPROM中，一振荡器接一8位的计数器送EPROM 8位数据输出，8位计数器需要3位地址线再加上8位选择开关切换不同波形显示，这样就有11位地址线可寻址2K空间。尽管此种方法可产生较好的波形，但使用时不够灵活，只有固定的几种波形。 3、方案三：用PC 通过软件编程可以从并行口输出信号波形，不需要硬件电路，且设计灵活，但是不适合电子设计竞赛，并且PC体积大，携带不方便。 4、方案四：采用中规模FPGA，使用VHDL语言设计移位寄存器。此方案可以实现精确定时产生信号，且信号频率可调，体积小, 但其显示电路占用资源多，这样设计出来的电路系统将大且复杂。 5、方案五：采用一片89C51单片产生波形序列。用单片机产生数字信号，设计简单，设置灵活，频率调节方便，并且易扩展其他功能，有它独到之处！ 综合分析上述各方案，比较其优缺点，包括灵活性、可靠性、可扩展性和易操作性，所以选用方案五。 二、简易逻辑分析仪 我们先对题目要求进行简单分析： 要实现本题目的基本要求，主要实现数据采集存储和控制示波器显示的功能。其中数据采集功能要求可采集8路信号，采集深度20位（我们的方案选择24位），数据量为24×8=24bytes,对于一般的单片机系统很容易实现。 对于显示功能，要求用示波器显示清晰稳定的8路数字波形，再包括额外的时间标线和触发点的显示，则共需要９个通道。对于示波器来说，为了显示的波形清晰稳定，一般要求扫描的刷新频率ｆ＞25Hz。每显示一路信号，需要沿X轴扫描24个位，设定每个位需要显示10个点，则显示一个通道需要24×10个点。 同时显示9通道的数字波形，则共显示24×9=216个位，216×10个点。由此可知，扫描一个点所需的时间为：1秒/（25祯*24位*9通道*10点）=18.5微秒/点。对于采用12MHz晶振的单片机来说，仅能执行大约15条指令。如果数据采集存储和控制显示功能由同一单片机来实现，处理起来十分困难。即使是24兆的单片，也只能执行30条左右而已。因而若用单MCU来实现，则须用更高性能的单片