【正文】 的差異，目前市面上邏輯分析儀大致上可分為獨(dú)立式（或單機(jī)型）邏輯分析儀和需結(jié)合電腦的PCbased卡式虛擬邏輯分析儀。由于邏輯分析儀不像示波器那樣有許多電壓等級(jí)，通常只顯示兩個(gè)電壓（邏輯1和0），因此設(shè)定了參考電壓后，邏輯分析儀將被測(cè)信號(hào)通過(guò)比較器進(jìn)行判定，高于參考電壓者為High,低于參考電壓者為L(zhǎng)ow，在High與Low之間形成數(shù)字波形。邏輯分析儀作為電路設(shè)計(jì)的重要檢測(cè)工具在現(xiàn)代電路設(shè)計(jì)中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。X軸的鋸齒波信號(hào)由D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，由于要同時(shí)顯示8路信號(hào)，所以Y軸的信號(hào)由被測(cè)信號(hào)、時(shí)標(biāo)信號(hào)和參考電平相加得到，在軟件配合下，可以比較方便實(shí)現(xiàn)8路信號(hào)的穩(wěn)定顯示，同時(shí)也可顯示時(shí)間標(biāo)志線和觸發(fā)點(diǎn)位置。采用162液晶顯示各設(shè)置參數(shù)，顯示直觀，設(shè)置方便。平頂山工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文]題目：簡(jiǎn)易邏輯分析儀的設(shè)計(jì)系 別： 電氣與電子工程系專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 平頂山工學(xué)院2008 年 05 月 28 日目錄目錄 1摘 要 2Abstract 3簡(jiǎn)易邏輯分析儀 4第一章 緒論 4 選題的目的和意義 4 邏輯分析儀的基本組成原理 41．3 邏輯分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)及發(fā)展趨勢(shì) 6第二章 方案論證與比較 7 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器模塊 7 邏輯分析儀模塊 8第三章 信號(hào)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)方案 11 硬件組成 11 軟件組成 14第四章 簡(jiǎn)易邏輯分析儀方案實(shí)現(xiàn) 15 結(jié)構(gòu)組成 15 數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)部分 16 邏輯狀態(tài)與波形顯示部分 17 簡(jiǎn)易邏輯分析儀的軟件流程 23 實(shí)時(shí)波形存儲(chǔ)與上下翻頁(yè) 25第五章：操作說(shuō)明 26 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器操作方法 27 邏輯分析儀操作方法 27第六章 附錄 28第七章 總結(jié) 42致謝 43摘 要本系統(tǒng)由8位可預(yù)置的循環(huán)移位數(shù)字信號(hào)發(fā)生器、簡(jiǎn)易邏輯分析儀兩部分組成。簡(jiǎn)易邏輯分析儀采用雙單片機(jī)協(xié)同工作的方式：其中一片單片機(jī)作輸入控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示及各控制參設(shè)置；另一片單片機(jī)控制D/A轉(zhuǎn)換器輸出波形到示波器。在本設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)采集采用觸發(fā)字觸發(fā)方式。本人選《簡(jiǎn)易邏輯分析儀的設(shè)計(jì)》這個(gè)課題有如下目的和意義：通過(guò)查閱資料了解當(dāng)前行業(yè)前沿的設(shè)計(jì)思路和當(dāng)今邏輯分析儀的現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展方向；培養(yǎng)自己根據(jù)要求建立方案并對(duì)方案進(jìn)分析和證論的能力以及自己的計(jì)算、和繪圖能力；培養(yǎng)自己分析問(wèn)題，靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題并將所學(xué)的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)相聯(lián)系的能力；培養(yǎng)自己通過(guò)利用各種渠道獲取自己所需知識(shí)信息的能力；提高自己科技論文寫(xiě)作方面的能力；本設(shè)計(jì)作品可用于實(shí)驗(yàn)室中對(duì)電路進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試，同時(shí)避免了花費(fèi)大比資金購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用的邏輯分析儀，節(jié)約了資本。邏輯分析儀按照其工作特點(diǎn), 可以分為邏輯狀態(tài)分析儀和邏輯定時(shí)分析儀兩類(lèi),它們的組成原理基本相同,區(qū)別主要是數(shù)據(jù)的采集方式及顯示方式有所不同。獨(dú)立式邏輯分析儀是將所有的測(cè)試軟件、運(yùn)算管理元件以及整合在一臺(tái)儀器之中；卡式虛擬邏輯分析儀則需要搭配電腦一起使用，顯示屏也與主機(jī)分開(kāi)。1．3 邏輯分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)及發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)邏輯分析儀的功能特點(diǎn),衡量邏輯分析儀性能的主要技術(shù)指標(biāo)有定時(shí)分析最大速率,狀態(tài)分析最大速率,通道數(shù),存儲(chǔ)深度(每個(gè)通道可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)位數(shù))出發(fā)方式,輸入信號(hào)最小幅度,輸入門(mén)限變化范圍以及毛刺捕獲能力等。由于計(jì)算機(jī)和集成電路技術(shù)的發(fā)展,人們把定時(shí)分析與狀態(tài)分析結(jié)合在一起,以便于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件分析。邏輯分析儀的另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是與時(shí)域測(cè)試儀器示波器的結(jié)合。第二章 方案論證與比較本題目實(shí)際由數(shù)字信號(hào)發(fā)生器和邏輯分析儀兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成，在這里也對(duì)它們進(jìn)行分別介紹： 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器模塊一、信號(hào)發(fā)生模塊根據(jù)題目要求，可以采用以下幾種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)移位序列：方案一：采用555定時(shí)器和可預(yù)置移位寄存器。方案三：采用中規(guī)模FPGA，使用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)移位寄存器。綜合分析上述各方案，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，包括靈活性、可靠性、可擴(kuò)展性和易操作性，所以選用方案四。方案二：采用比較器實(shí)現(xiàn)。其中數(shù)據(jù)采集功能要求可采集8路信號(hào)，存儲(chǔ)深度選擇為24位，數(shù)據(jù)量為248=24bytes,對(duì)于一般的單片機(jī)系統(tǒng)很容易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)顯示9通道的數(shù)字波形，則共顯示249=216個(gè)位，21610個(gè)點(diǎn)。即使是24兆的單片，也只能執(zhí)行30條左右而已。： 應(yīng)用高性能CPU實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)框圖如果采用此方案，可以很好的解決同時(shí)采樣和控制顯示的功能，但是ARM系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試復(fù)雜，且由于作者本人知識(shí)的局限性，不能很好的應(yīng)用該方案實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在此僅提出一種設(shè)想。分析本題目的要求，可以看出，其中的邏輯控制靈活多變，適合于采用程序控制的cpu執(zhí)行方式，如使用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)，大部分的資源會(huì)消耗用來(lái)控制鍵盤(pán)和顯示等輔助功能，用在主邏輯控制方面的資源相對(duì)比較少。其作用是將交流電轉(zhuǎn)換為平穩(wěn)的直流電，核心部分是整流電路和穩(wěn)壓電路。MAX813L具有上電復(fù)位、Watchdog輸出、掉電電壓監(jiān)視、手動(dòng)復(fù)位四大功能。上電復(fù)位用比較器產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)觸發(fā)器，以此產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。即在復(fù)位端產(chǎn)生140毫秒的有效復(fù)位信號(hào)（高電平有效）。CA1602A ：管腳1234567141516名稱(chēng)VSSVCCVDRSR/WEDB0DB7LED_ALED_K功能電源地電源液晶顯示偏壓信號(hào)H:數(shù)據(jù)L:命令字H:讀L:寫(xiě)使能端數(shù)據(jù)背光源正極背光源負(fù)極 CA1602A LCD管腳功能列表 軟件組成 流程圖：。兩模塊之間采用串行通信方式。1V177。觸發(fā)字又分單級(jí)觸發(fā)字和三級(jí)觸發(fā)字兩種，單級(jí)觸發(fā)字的預(yù)置依靠小鍵盤(pán)輸入實(shí)現(xiàn)。 邏輯狀態(tài)與波形顯示部分此部分對(duì)應(yīng)框圖中的MCUD/A轉(zhuǎn)換器和示波器。顯示的信號(hào)電平Qi+++所示： 信號(hào)電平Qi+Vi疊加效果圖具體掃描方式有三種方案可供選擇：（1）按行掃描方式，X用外觸發(fā)方式，掃描10次掃完一屏。我們?cè)趻呙韫鈽?biāo)亮點(diǎn)的時(shí)候，給Ｘ提供一個(gè)小平臺(tái)電壓，這樣掃描光點(diǎn)在平臺(tái)電壓的持續(xù)時(shí)間內(nèi)水平方向不移動(dòng)，而與此同一時(shí)間，Ｙ方向上快速掃描，形成一豎直的時(shí)標(biāo)線。這樣也可減少一次掃描時(shí)間，提高顯示質(zhì)量，且同樣可以實(shí)現(xiàn)方案二中的豎直時(shí)標(biāo)線，也不至于造成產(chǎn)生小平臺(tái)鋸齒波的問(wèn)題。掃描第一個(gè)通道的10點(diǎn)（即1BIT)結(jié)束后，X輸入的電平立刻變?yōu)榇薆IT的起始處的電平值，Y方向同時(shí)變化一臺(tái)階，再掃描第二個(gè)頻道的10點(diǎn)，重復(fù)第一頻道的操作，一直掃描到存儲(chǔ)深度24（第0頁(yè)），則掃完一屏。此輸入電路在本設(shè)計(jì)中，由于信號(hào)發(fā)生器輸出TTL電平，沒(méi)有將這一優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)出來(lái)。其次，要有一定的顯示質(zhì)量，在信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)取樣點(diǎn)不能太少，這進(jìn)一步限制了信號(hào)的頻率。由D/A轉(zhuǎn)換器TLC7226和示波器組成，采用一片TLC7226產(chǎn)生三路模擬信號(hào)，OUT C提供基準(zhǔn)電壓，使邏輯信號(hào)門(mén)限電壓在0~5V范圍內(nèi)按32級(jí)變化；OUT B提供線性鋸齒波作為示波器X方向輸入，用這個(gè)線性增長(zhǎng)的電壓作為掃描電壓控制電子束移動(dòng)，以產(chǎn)生示波器上光點(diǎn)的水平移動(dòng)；OUT A提供Y軸偏置電平以區(qū)分各頻段顯示位置，一共需要9個(gè)電平以區(qū)分9個(gè)頻段的輸出顯示?？紤]到這種情況，就需要對(duì)信號(hào)疊加偏置電壓前進(jìn)行限幅處理，以使各路頻道信號(hào)均勻的分布于示波器的屏幕上得以清晰顯示。由電壓跟隨器的特點(diǎn)可列寫(xiě)：Vo=V1 ,V1=V2V2／R4 + (V2－Ｖdot)／R1＋(V2－Ｖdat)／R2+(V2－Ｖbase)／R3=0所以 V0=K1*Ｖdot 　+　K2*Ｖdat　+ K3*Ｖbas其中： K1=K／R1 ；　 K２=K／R２；　K３=K／R３ ；１／Ｋ＝１／R1＋ １／ R２＋１／ R３＋１／R４ 。若要顯示光標(biāo)，則需在空白的中間顯示，這樣疊加在△V2上顯示 時(shí)標(biāo)亮點(diǎn)的△V1=（△V/5）/ 2=。時(shí)標(biāo)的掃描是通過(guò)Vdot和輸入顯示的Vdat相疊加，因而會(huì)在顯示的數(shù)據(jù)電平上疊加一個(gè)△V1，連續(xù)掃描4個(gè)點(diǎn)；若原來(lái)的Vdat是高電平，則接著將原來(lái)光標(biāo)的顯示電平減去△V2，這樣光標(biāo)相當(dāng)于疊加在此頻道的輸入低電平上，反之，若原來(lái)的Vdat是低電平，則在原來(lái)光標(biāo)的顯示電平加上△V2，這樣光標(biāo)相當(dāng)于疊加在此頻道的輸入高電平上，再連續(xù)掃描4點(diǎn)后，這樣就在這一頻道上出現(xiàn)兩條有高度差的小光標(biāo)，由于一個(gè)持續(xù)電平時(shí)間時(shí)間較短，兩段光標(biāo)有傾斜度，仔細(xì)觀察是會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)頻道的時(shí)標(biāo)段都有一定的小弧度，但對(duì)顯示效果的影響不明顯，可以忽略。 簡(jiǎn)易邏輯分析儀的軟件流程簡(jiǎn)易邏輯分析儀的開(kāi)機(jī)狀態(tài)：,開(kāi)機(jī)初始為未觸發(fā)狀態(tài)，為示波器工作模式，LCD顯示第0頁(yè)信息，時(shí)間標(biāo)志線在屏幕最左端。此時(shí)，正常的數(shù)據(jù)傳遞被打斷，簡(jiǎn)易邏輯分析儀將波形恒定的顯示在示波器上，直到通過(guò)按鍵操作被釋放為止。我們稱(chēng)此為實(shí)時(shí)波形存儲(chǔ)與上下翻頁(yè)。第五章：操作說(shuō)明 數(shù)字信號(hào)發(fā)生器操作方法控制部分 由四個(gè)按鍵，四按鍵組成獨(dú)立式鍵盤(pán)接P2口，—。 邏輯分析儀操作方法控制接口部分由8個(gè)按鍵組成 ： 1號(hào)：SET鍵 2號(hào)：0/1鍵 3號(hào)：UP/DOWN 鍵 4號(hào)：讀出鍵 5號(hào)：存儲(chǔ)鍵 6號(hào)：LEFT鍵 7號(hào)：RIGHT鍵 8號(hào)：CR確定鍵按鍵功能說(shuō)明：設(shè)置鍵共有3種設(shè)置選擇方式：?jiǎn)螛O觸發(fā)方式字設(shè)置A、多級(jí)觸發(fā)方式字設(shè)置B、閾值設(shè)置C 設(shè)置鍵按下一次，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)；按下第二次時(shí)，則進(jìn)入A方式；按下第三次時(shí)，則進(jìn)入B狀態(tài)。依次按動(dòng)則0、1交叉輸入，設(shè)置序列時(shí)，若需修改可按一下6號(hào)鍵，則顯示光標(biāo)向前移動(dòng)一位，按7號(hào)鍵，光標(biāo)向后移動(dòng)。按6鍵一次，則顯示觸發(fā)點(diǎn)前的第一個(gè)狀態(tài)字，按6鍵兩次，則顯示觸發(fā)點(diǎn)的第2個(gè)狀態(tài)……同理，按7一次，則顯示觸發(fā)點(diǎn)后的第1個(gè)狀態(tài)……我們?cè)O(shè)計(jì)顯示出發(fā)點(diǎn)前后不超過(guò)5個(gè)狀態(tài)。 //定義時(shí)標(biāo) uchar Trigger_Position。uchar Series_Number=0。 //觸發(fā)類(lèi)別int Trigger_Position_Temp=0,j=0。 bit enter=0。 uchar setmode=0。extern uchar readkey()。updown 02。right 06。extern void Disp_ClearInfoLine(void)。extern void Disp_FuncLine(const char * )。extern void Transfer(void)。 //Series to DispArray。void DispTrigger_Position_Temp(void)。void DispPosition(char)。void StoreWaves(void)。//LOGICAL ANALISTvoid main (void){/*INITIALIZE 89C51 */sys_init()。delay50ms()。for(i=0。//Disp_InfoLineSlideFromRight(SET:TRG CUR TIM)。 Disp_FuncLine(KEY: SET SET)。switch(key){case 0x00: while(flag1==0) { setmode=1。 key=readkey()。 if(key==0x05) Trigger_Level_Temp=0。 if(Trigger_Level_Temp==1) Disp_FuncLine( ONE LEVEL )。 Trigger_Position_Temp=。 key=readkey()。 if((key==0x06)amp。 =Trigger_Position_Temp+3。 //trigger_word case 0x02:j=0。 while(flag3==0) {TriggerWordDisp()。j++) DispArray[j]=39。 while(flag4==0) { key=readkey()。amp。 } if((key==0x02)amp。(j=7)) {DispArray[j]=39。amp。 39。DispArraytoTriggerWord()。 } }