方案比较
１．数字信号发生器方案比较与选择
方案一 数字信号发生器可采用通用的数字ＩＣ和５５５电路来实现，即用触发器、移位寄存器等来产生信号序列，５５５电路产生时钟频率，同时利用机械式开关对信号发生器进行预置。但是这种方案的硬件电路庞杂，而且由５５５产生的时钟频率稳定度比较低，而且多级的机械式开关也使操作变得繁琐。
方案二 充分利用可编程逻辑器件
的强大的可编程能力，用ＶＨＤＬ语言编程，很容易实现一个时钟频率为１００Ｈｚ、重复输出、能产生８路可预置的循环移位逻辑信号序列的数字信号发生器。这种方案不仅实现起来简单，而且可以充分发挥ＦＰＧＡ强大的并行处理能力，做到了资源的合理分配和利用，因此我们选择了这种方案。
２．逻辑分析仪的方案设计与论证方案一 双ＭＣＵ方式。即由两片ＭＣＳ－５１系列单片机、比较器、Ｄ／Ａ转换器及存储器等组成系统。一片单片机作
为主ＭＣＵ完成人机交互及控制；另一片
单片机作为从ＭＣＵ，实现信号的采集和后级显示输出。其优点在于系统规模较小，但缺乏灵活性。方案二 利用ＦＰＧＡ及其中嵌入的微处理器进行整个系统的设计，这种方案给软件设计带来了极大的方便，也符合目前电子领域的流行趋势，但这种方案对系统外围的硬件要求很高。我们没有选用这种方案是考虑到题目中要求的采样频率只有１００Ｈｚ，这样做不能充分发挥ＦＰＧＡ的特点及优势，从而造成系统的性
２００３全国大学生电子设计竞赛全国一等奖
简易逻辑分析仪（Ｄ 题）
?国防科大电子科学与工程学院 咸德勇 张 建 喻小虎?
?辅导老师：卢启中 陆 珉 关永峰?
摘要 本系统以ＭＣＳ－５１系列单片机ＡＴ８９Ｃ５２做人机交互的核心，用ＸＩＬＩＮＸ公司的ＦＰＧＡ－ＸＣ２Ｓ１００Ｅ作为控制和数据处
理的核心，能够同时对８路任意逻辑电平的数字信号进行采集、存储和显示，并具有响应单级触发字和任意两通道的三级触发字等触发条件的功能。本系统还具有比较深的存储深度和分页显示功能；具有多级的采样速率，适用于序列时钟频率在１００ｋＨｚ以下的各种逻辑电平的数字信号；准确显示触发点位置和时间标志线。
用同步电路，这是因为同步电路信号的变化都发生在时钟
沿，只要毛刺不出现在时钟的沿口并且不满足数据的建立和保持时间，就不会对系统造成危害。由于毛刺很短，多为几纳秒，基本上都不可能满足数据的建立和保持时间。因此如果在输出信号的保持时间内对其进行“采样”，就可以消除毛刺信号的影响。
例如对图１中的电路，我们做出如图４所示的改进，在输
出信号的保持时间内，用一定宽度的高电平脉冲与输出信号做逻辑“与”运算，由此获取输出信号的电平值。图４中从输入引脚“ＳＡＭＰＬＥ”引入采样脉冲信号。从图５的仿真波形上可以看出，毛刺信号出现在“ＴＥＳＴ”引脚上，而“ＯＵＴ”引脚上的毛刺已被消除了。
４．待信号稳定之后进行取样
由于冒险出现在变量发生变化的时刻，如果待信号稳定之后加入取样脉冲，那么就只有在取样脉冲作用期间输出的信号
才能有效，这样可以避免产生的毛刺影响输出波形。
５．输出端增加输出电容增加输出滤波，在输出端接上小电容Ｃ可以滤除毛刺，如
图６所示。但输出波形的前后沿将变坏，在对波形要求较严格
时，应再加整形电路，该方法不宜在中间级使用。
６．调整电路延迟
因为毛刺最终是由于延迟造成的，所以可以找出产生延迟的支路。
对于相对延迟小的支路，
加上毛刺宽度的延迟可以消除毛刺，但有时随着
负载增加，毛刺会继续出现，因而这种方法也是有局限性的，而且采用延迟线的方法产生延迟更会由于环境温度的变化而使系统变不可靠。
在电路设计中综合使用以上几种方法将可以将毛刺出现的几率减到最小，大大加强系统的稳定性。◆
图４
图６
价比降低，系统的实用性受到限制。
方案三 把单片机和ＦＰＧＡ相结合，利用单片机的智能化来做按键处理，液晶显示的人机交互平台，同时利用ＦＰＧＡ强大的逻辑处理功能作为控制处理核心，既有简化的系统设计，又能够实现很多的附加功能，并具有很强的扩展性。
通过以上的分析，综合了实现的难易程度、系统的稳定度、系统的可扩展性、性价比和实用性这几个方面的考虑，我们选择了方案三。
３． 系统设计方案在整个系统的设计中，我们充分利用了现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）和单片机各自的优点。ＸＩＬＩＮＸ公司的ＸＣ２Ｓ１００Ｅ速度快、资源丰富，我们把所有的数字控制部分和处理部分通过ＦＰＧＡ来实现，大大提高了系统的可靠性，简化了硬件电路。单片机控制功能强，我们把所有的控制键都放到单片机最小系统的键盘上，并利用液晶屏幕显示当前工作状态。其它部分作为外围电路，支持系统完成各项功能。整个系统结构紧凑、性能可靠。图１为系统的整体框图。
理论分析与计算
１． 存储深度的实现方法
题目要求每通道的存储深度为２０ｂｉｔ，一共有８个通道，因此在示波器上满屏显示８路信号需要２０字节的存储空间；考虑到题目发挥部分所要求波形可以水平移动即触发位置可调，故需要存储触发前和触发后共４０个字节的数据，再考虑到要求加深存储深度，实现分页显示的功能时，故存储容量至少为８０个字节，来实现双页显示。
显示输出方法 题目中要求用模拟示波器作为简易逻辑分析仪的显示器件，我们把模拟示波器调在Ｘ－Ｙ工作方式。然后分别在Ｘ轴和Ｙ轴加上扫描信号和
采样信号，从而完成在模拟示波器上显示出８路信号波形。具体实现方法如下：（１）为了能够在模拟示波器上清晰稳定地显示所采集到的８路信号，即进行多踪显示，我们采用了逐帧扫描的方法来实现，即逐次显示８路信号波形、触发位置、时间标志线等内容，因此我们设计按一屏１０帧来扫描显示。假设扫描一屏的时间为Ｔ， 要清晰、稳定地显示上述信息，主要是利用人眼的视觉暂留效果，人眼的视觉暂留时间一般为１／１２～１／１６ｓ，我们这里取０．１ｓ。则Ｔ＜０．１ｓ，刷新频率（即显示一屏的频率）应满足ｆ＞１０Ｈｚ。
通过具体的实验模拟，我们发现当以１００Ｈｚ的频率刷新显示，可以感觉到屏幕不停地闪烁，显示不清晰；为了达到一个良好的效果，并根据我们的硬件支持条件，我们设定刷新频率为２００Ｈｚ。则Ｘ轴的扫描频率：Ｆ＝１０×ｆ＝２ｋＨｚ。同时，为了保证在示波器上有连续清晰的显示效果，我们选择了每一ｂｉｔ数据由Ｘ轴的１０个点来扫描，又由于每一帧的波形由２０ｂｉｔ的数据组成，故每一帧由２００个点扫描。因此在Ｘ轴Ｄ／Ａ的选择上，至少需要８位的Ｄ／Ａ。同时由于向Ｄ／Ａ发送数据的频率为２００×２ ｋＨｚ ＝４００ｋＨｚ，故我们选择了速度和精度都比较合适的ＤＡＣ０８３２。
（２）要在模拟示波器上同时显示８路信号波形，就必须对８路输出信号进行处理。为了能将８路信号清楚地分开显示在示波器上，我们采用的是每两路信号之间用一级进行隔离。这样从示波器屏的底部显示到顶部至少需要分成１５级。这是利用ＤＡＣ０８３２来完成的，其具体方法是利用ＤＡＣ０８３２的高四位数据端作为地址位把示波器屏分成１６级，其中偶数级用于显示信号，奇数级仅用于隔离相邻信号；低四位则作为逻辑信号的输入，在示波器上显示为高和低。
２． 三级逻辑状态触发功能实现方法在做三级逻辑状态分析触发功能时，我们利用状态机做了一个三级的两位序列检测，即假设要检测的三级逻辑序列分别为Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２，例如Ｌ０＝００，Ｌ１＝１１，Ｌ２＝１０，输入信号用Ｄｉｎ表示，状态机流程图如图２所示。
硬件电路设计
系统整体电路设计图见本刊网站。各单元的电路如下：
１． 输入电路
输入电路主要是由电压比较器和ＤＡＣ０８３２组成。其中利用ＤＡＣ０８３２内部的电阻分压网络来产生一个可调的门限电压，为保证ＤＡＣ０８３２的输出精度，其基准电压为２．５Ｖ，其输出为单极性输出，输出电压范围为－２．５～０Ｖ，为产生题目所要求的０．２５～４Ｖ范围内按１６级变化的门限电压，后级又加了一个反相比例放大器，把电压调节到０～４．５Ｖ，然后通过单片机控制ＤＡＣ０８３２产生１６级门限电压。比较器的Ｖ－端接门限电压作为阀值来保证各种输入信号的逻辑电平能够正确地进入我们所设计的简易逻辑分析仪。在比较器的选择中，我们选用集成度较高的４路比较器ＬＭ３３９，利用两片ＬＭ３３９即可组成８路输入电路。图３为门限电压控制电路。
２． 数字信号输出电路
我们已经把数字信号发生器设计在ＦＰＧＡ内部，其输出要加在逻辑分析仪的输入端，为了区分数字信号发生器的输出端和逻辑分析仪的输入端，我们在电路板上把这两部分分别设计在电路板的两端以示区别，然后使用了８根连接线，使这两部分可以很方便地连接。
３． 显示输出电路
由Ｄ／Ａ转换器ＤＡＣ０８３２构成的Ｘ轴扫描电路如图３所示。由ＦＰＧＡ控制ＤＡＣ０８３２产生一个频率为２ｋＨｚ的锯齿波作为Ｘ轴的扫描信号。但是这样输出的锯齿波毛刺比较多，会对扫描的稳定度产生比较大的影响。我们在ＤＡＣ０８３２的输出处加入了一级阻容滤波网络，滤除Ｄ／Ａ输出中所产生的毛刺。通过对实际波形的观察，发现通过滤波处理后，可以大幅度提高扫描信号的稳定度，同时可以保证Ｙ轴信号更为清晰地显示在示波器屏上，图４为Ｘ轴扫描电路。
４． 单片机最小系统的控制电路
单片机最小系统包含键盘、ＬＥＤ显
图
１
图５
图
３
供一个友好、智能的人机界面，我们采用图形点阵式ＬＣＤ作为显示界面，可以实现全程菜单式中文界面显示，并能够准确地显示当前的系统工作状态。同时考虑到系统设计上的方便简洁，还使用８位ＬＥＤ专门显示时间标志线处各路信号的逻辑电平。
同时设置１６个按键作为用户输入命令的装置，具体的的键表见表１。
软件设计
软件设计主要是利用模块化设计，总体上分为两个大的模块：ＦＰＧＡ部分的
处理与控制模块及单片机部分的人机交互与通信模块，这样设计大大方便了系统调测、程序修改。
１．ＦＰＧＡ部分
整个数字系统的核心控制在ＦＰＧＡ内部实现，在处理采样和输出中我们应用了
实时采样结合显存输出的方法，即数据
采集模块实时对外部信号进行，并将采样值存入该模块内部的ＲＡＭ中，当满足触发信号时，将数据送往显存中，用后级的显示模块单独控制显存向外部的ＤＡ输出。这种结构不仅可以方便实现题目中所有的要求，而且具有很强的扩展性，如提高系统的采样速率、对波形数据实行分页管理、实现３路信号的逻辑反演等等。ＦＰＧＡ的内部框图和各个模块见图５。
的被测信号进行采样，并将采样值循环地存入此模块中的８０字节的ＲＡＭ中，当触发信号到来时，再继续采样４０个点，以保证ＲＡＭ中存放着触发前后各４０个点的采样数据，然后将此ＲＡＭ里的８０个点的数据全部写入显存。同时，将触发信号到来时ＲＡＭ的地址送往显存模块。这样就可以方便地对触发前后的各４０个点的采样值进行寻址并显示。（５）显存模块 该模块负责将显存中的采样值输出到外部的ＤＡ中，因为在示波器中只显示了被测信号的２０个采样值，而显存中存储了触发前后共８０个采样值，所以可以根据用户的各种设定从显存中选择出目前的工作区进行处理并输出，这样就可以方便地实现分页显示、触发位置可调及显示可移动的时间标志线等功能。
２． 单片机程序设计
软件主要由两个模块构成：第一个模块为键盘处理模块，通过产生的各种状态信息，向ＦＰＧＡ发送各种控制字，通知当前的工作模式，同时可以控制输入
端的门限电压；第二个模块为显示处理模块，通过ＬＣＤ显示当前的操作命令，通过ＬＥＤ显示当前光标处所对应的各路信号的逻辑电压。单片机程序流程图如图６所示。
该软件可实现 ：（１）采集光标处各
路信号的逻辑电平，并用ＬＥＤ进行显示，
显示刷新一次为５００ｍｓ；（２）驱动液晶完
成菜单式中文界面显示，实时显示当前
的工作状态信息；（３）通过键盘输入，可
任意设置数字信号发生器的循环序列的
初值，并将该序列发送ＦＰＧＡ内部；（４）
设置逻辑分析仪的工作状态，包括三种
触发方式；（５）可设置逻辑分析仪的时间标注线的位置，也可以设置触发点位置；（６）可设置逻辑分析仪显示触发前或触发后的逻辑状态数字，以及显示第一页还是第二页的逻辑状态字；（７）控制逻辑分析仪设置１６级的逻辑信号门限电压，以适应各种输入信号的逻辑电平。
测试仪器与测试方法
测试仪器：ＣＡ８０２２（８０４２）模拟双
踪示波器；ＷＹＫ－３０２Ｂ直流稳压源；逻辑分析仪。
测试方法： 用实验室的逻辑分析仪测试数字信号发生器，观察数字信号发生器的输出是否与题目要求一致；用示波器测试逻辑分析仪的功能：（１）显示８路清晰、稳定的信号波形。（２）显示触发点位置并可以调节触发点位置。（３）显示可移动的时间标志线；
观测示波器的信号
波形和液晶屏显示是否相符合。
测试结果与分析
门限电压的测试结果见表２。根据题目要求，我们把信号发生器的
循环序列预置为“１０００００００”，触发方
式设为“字触发”，触发字为
“０００００００１”，触发位置设为８，时间标
志位置设为１６，最后在示波器屏显示的
波形如图７所示。经过测试及分析我们
最终实现了题目要求的全部功能，主要
测试结果见表３。我们实现的一些其它
附加功能的测试如表４所示。
专家点评：作品以ＦＰＧＡ 实现数字
信号的采集、存储和显示输出，以单片机系统实现人机接口和控制功能。功能分配合理，设计方案利于提高采集速率。作品表明，参赛同学已掌握了ＦＰＧＡ和单片机软硬件的基本设计技能，对多级状态触发的功能理解正确，并掌握了在阴极射线显示器上显示多踪信号的方法。
论文的分析和理论基本上是正确
的。但在细节上还需要注意。例如：论
文中提到人眼的视觉暂留时间为１／１２～１／１６ｓ，但却采用０．１ｓ的刷新周期。这显然不满足要求，而在实验中发现问题才将刷新频率提高。另外，图４中所示的文中所提及的“阻容滤波网络”也是错误的。
点评专家：赵振纲，北京邮电大学教授，全国大学生电子设计竞赛专家组专家。◆
图
７
图
６
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
本科生毕业论设计 论文题目：数字频谱分析仪 姓名： 学号： 班级： 年级： 专业： 学院：机械与电子工程学院 指导教师： 完成时间：
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
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
基于MATLAB的信号频谱分析仪的实现 一、概述 信号处理几乎涉及到所有的工程技术领域，而频谱分析又是信号处理中一个非常重要的分析手段。一般的频谱分析都依靠传统频谱分析仪来完成，价格昂贵，体积庞大，不便于工程技术人员的携带。虚拟频谱分析仪改变了原有频谱分析仪的整体设计思路，用软件代替了硬件，使工程技术人员可以用一部笔记本电脑到现场就可轻松完成信号的采集、处理及频谱分析。 在工程领域中，MA TLAB是一种倍受程序开发人员青睐的语言，对于一些需要做大量数据运算处理的复杂应用以及某些复杂的频谱分析算法MA TLAB显得游刃有余。本文将重点介绍虚拟频谱分析仪、MA TLAB软件及对正弦信号的频谱分析。 1.1虚拟频谱分析仪的功能包括： (1) 音频信号信号输入。输入的途径包括从声卡输入、从WAV文件输入、从信号发生器输入； (2) 信号波形分析。包括幅值、频率、周期、相位的估计，并计算统计量的峰值、均值、均方值和方差等信息； (3) 信号频谱分析。频率、周期的估计，图形显示幅值谱、相位谱和功率谱等信息的曲线。 2.1MA TLAB软件
二、实验原理 2.1快速傅立叶变换（FFT） 在各种信号序列中，有限长序列占重要地位。对有限长序列可以利用离散傅立叶变换(DFT)进行分析。DFT不但可以很好的反映序列的频谱特性，而且易于用快速算法(FFT)在计算机上进行分析。 有限长序列的DFT是其z变换在单位圆上的等距离采样，或者说是序列傅立叶的等距离采样，因此可以用于序列的谱分析。FFT是DFT 的一种快速算法，它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干小数据点的组合，从而减少运算量。 MATLAB为计算数据的离散快速傅立叶变换，提供了一系列丰富的数学函数，主要有Fft、Ifft、Fft2 、Ifft2, Fftn、ifftn和Fftshift、Ifftshift等。当所处理的数据的长度为2的幂次时，采用基-2算法进行计算，计算速度会显著增加。所以，要尽可能使所要处理的数据长度为2的幂次或者用添零的方式来添补数据使之成为2的幂次。 Fft函数调用方式：○1Y=fft(X)； ○2Y＝fft(X,N)； ○3Y＝fft(X,[],dim)或Y＝fft(X,N,dim)。 函数Ifft的参数应用与函数Fft完全相同。 2.2周期图法功率谱分析原理 周期图法是把随机数列x（n）的N个观测数据视为能量有限的序列，直接计算x（n）的傅立叶变换，得X(k)，然后再取幅值的平
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。
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。
MATLAB的关键特性介绍 MATLAB 是一种应用于算法开发、数据显示、数据分析、数值计算方面的高级计算机语言和交互式开发环境。使用MATLAB软件，你能比例如C、C++, 或者Fortran更快的解决技术上的问题。 你能在很多领域使用MATLAB，例如信号或者图像处理、通讯、控制、测量、金融建模和生物学计算等。可以通过添加某些收集了特殊用途函数的工具箱来将MATLAB专门用于解决某一应用领域的问题。 MATLAB 为编排和分享你的功能提供了一系列的功能。你可以将MALAB 代码与其他语言整合，并且区别开算法与应用程序。 关键特性 (1)高级的计算语言。 (2)开发环境支持代码、文件、数据的管理。 (3)采用了为重复研究、设计和解决问题的交互式的工具。 (4)为线性代数、统计学、傅立叶分析、滤波器设计、最优化设计、数值综合等设计了相关的数学函数。 (5)为显示数据而准备了2-D 和3-D 图形功能。 (6)有个性化的用户接口工具。 (7)有外部语言（例如C, C++,Fortran, Java, COM,和Microsoft Excel）集成在Matlab中的函数。 开发算法和应用 MATLAB 提供了一个高级语言和开发工具，这些允许让你能迅速的开发和分析你的算法和应用。 MATLAB 语言 MATLAB 语言支持向量和矩阵，而这些是工程和特殊问题的基本。它允许快速的开发和执行。 有了MATLAB 语言，你可以比其他传统的语言在编写和开发算法方面更
加快速。因为你不再需要去执行一些低级的操作，例如定义变量、s制定数据类型和分配内存。在许多例子中，MATLAB 可以不用‘for’语句. 结果是一行MATLAB语句可以替代许多行的 C or C++ 代码. 同时，MATLAB 提供传统编程语言的所有特性，包括算法操作、流控制、数据结构、数据类型、面向对象(OOP)和调试特性。 MATLAB 允许你在执行一个命令或者一组命令时不去编译和链接，确保你能够迅速的重试而得到最优的解决方案。 为了能快速计算大型的矩阵和向量，MATLAB 使用了增强型处理器库。为了普通的标量计算，MATLAB 使用了即时编辑技术的机器码指令集。 这种在大多数平台上使用的技术提供了可以与传统的编程语言可以媲美的执行速度。 开发工具 MATLAB 包含的开发工具可以帮助你高效的实现你的算法。这些工具包括：: MATLAB Editor——提供标准的编辑和调试特点，例如设置断点和单步执行。 M-Lint Code Checker——分析你的代码和推荐的改变方法去改善它的性能和稳定性。 MATLAB Profiler——记录程序在每一行所花的时间。 Directory Reports——在一个文件夹中扫描所有的文件并且报告代码的效率、文件的差异、文件的依赖性和代码的覆盖等。 设计图形化的用户接口 你的可以使用交互式的工具GUIDE (图形化的用户接口开发环境) 去布置、设计和编辑用户接口。GUIDE 能为你提供列表框、下拉式菜单、按键、收音机式按钮、滚动条和MATLAB plots and ActiveX 控件. 或者，你也可以通过MATLAB 函数用程序的形式创建GUIs。 分析和访问数据
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。
XXXX大学学生开题报告表 课题名称基于LabVIEW的频谱分析仪的设计 课题来源实际课题类型 E 导师XXX 学生姓名XXX 学号XXX 专业电子信息工程开题报告内容：（调研资料的准备，设计目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。） 1、调研资料的准备 在毕业设计前期，利用图书馆、互联网获取了LabVIEW软件及频谱分析仪的设计的相关资料；对于题目关键技术要点，通过向导师答疑以及与同组同学讨论的方式得到解决，从而确定了题目的技术方案；在后续的设计过程中，还将继续利用图书馆、互联网等途径获取与设计有关的知识，并加强与导师的沟通。 2、设计目的、要求 题目主要是利用LabVIEW软件设计出简单的频谱分析仪，根据频谱分析仪的原理确定其功能，结合LabVIEW软件平台的特点对仪器做出设计和软件编程，实现对信号的分析和研究。 整个系统由虚拟信号发生器模块、虚拟信号滤波器模块和频谱分析模块三部分组成。虚拟信号发生器模块能够产生正弦波、三角波、方波等标准信号，并且可以叠加各种干扰噪声；频谱分析模块主要对上述信号进行时域分析、频域分析和谐波分析等。 掌握基于LabVIEW编程的相关知识和信号的频谱分析方法，要求系统能够产生正弦波、三角波、方波等标准信号，可以叠加各种干扰噪声并对上述信号进行时域分析、频域分析和谐波分析等。完成15000字以上的毕业设计论文，并翻译3000汉字以上的相关英文资料。 3、设计思路与预期成果 根据频谱分析仪的原理确定分析幅度谱、相位谱、自功率谱、互功率谱功能，然后结合LabVIEW软件平台特点实施仪器系统的总体设计和软件编程，最后进行系统调试试验。 本设计采用的是数字处理式频谱分析原理。频谱分析仪是在虚拟示波器的基础上调用滤波函数、加窗函数、FFT函数得到信号频谱特性参数的仪器。实现方法如下：经过采样，将连续时间信号变为离散时间信号，接着利用LabVIEW强大的数字信号处理功能，对这组数据进行滤波、加窗、FFT运算处理，得到信号的幅度谱、相位谱以及功率谱。 在采样过程中，对不同的频率信号，选用合适的采样速率，以满足采样定理，从而防止
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。
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。
基于LABVIEW的信号频谱分析仪设计 摘要 随着科学技术的进步，对测量技术的要求越来越高。电子测量技术在各个领域得到越来越广泛的应用，传统的电子测量仪器由于其功能单一，体积庞大，已经很难满足实际工作的需要。集成电路和计算机技术的迅猛发展使电子测量仪器逐渐向数字化、智能化方向发展，与传统仪器相比表现为：功能更强、处理速度更快、频带更宽、用途更广、操作更简单、体积更小、可扩充性更好。微型计算机的普及程度和性能不断提高，使得基于PC平台的虚拟仪器系统应运而生。虚拟仪器可以充分利用计算机的运算、存储和显示功能，因而在降低仪器成本的同时使仪器的灵活性和数据处理能力大大提高，可以很好地满足学校科研和教学改革的需要。 本文论述了基于虚拟仪器概念的信号采集系统的实现方案，重点讨论了在数据传输、显示和处理中的关键技术。使用USB数据采集卡，最终实现了基于 PC 平台的，具有频率计和频谱分析仪功能的数字存储示波器系统。本文所选用的软件LabView 是美国 NI 公司的创新软件产品，也是日前应用最广泛、发展最快、功能最强的图形化软件开发环境。它具有开发周期短、运行速度快、可重用性、使用方便灵活等优点。因此LabView 对虚拟存储示波器的设计是一种最理想的方法。 关键词：虚拟仪器；数字存储示波器；谐波分析仪；LabView仪器驱动程序
THE DESIGN OF SIGNAL SPECTRUM ANALYSER BASED ON LABVIEW ABSTRACT With the advancement of science and technology, the development of measurement technique is getting more and more important. The application of electronic measurement technique has extended to more fields than ever. Due to limited functions and big size, traditional electronic measurement equipment is no longer suited for common purposes. Thanks to the rapid development of integrated circuit and computer technology, measurement instruments are becoming digitized and https://www.doczj.com/doc/d25606285.html,pared with traditional equipment, the new instruments have more functions, higher processing speed, wider bandwidth, friendlier interface,smaller size and better expandability. The prevalence and rocketing development of personal computers give birth to a new kind of instrument, Virtual Instrument (VI). VI is based on PC platform, and can make use of the software and hardware resources of a PC. Compared with its ability of data processing and flexibility, VI has a low price, which means it is a good choice for research and teaching reform inuniversities. This dissertation discusses the implementation of a signal acquisition system,based on the concept of VI and focuses on key techniques in data transmission, display and processing. With a USB data acquisition card connectedto PC, a digital storage oscillograph (DSO) with the function of cymometer and spectrum analyzer is https://www.doczj.com/doc/d25606285.html,bVIEW is the innovate software of national instruments corps, of America.lt is also the most widely used、the most quickly developing and the strongest function gragh software.lt has short epolder and fast run-rate.So LabView