【正文】 發(fā)的波形存儲在AT24C04 中 ，實現(xiàn)了波形的存儲。 3 級觸發(fā)字可任意設(shè)定（例如：在 8 路信號中指定連續(xù)依次捕捉到兩路信號 1 0 00 作為三級觸發(fā)狀態(tài)字）。設(shè)置門限電壓：電壓從（ —4V） 16 級變化，可以通過軟件設(shè)定某個門限電壓，就是將某個電壓值設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)，超過這個電壓視為高電平，反之則為低電平。然后判斷是否進行聯(lián)機測試，是的話，系統(tǒng)開始串行通信，進行數(shù)據(jù)的傳輸。主要完成數(shù)據(jù)的采集，存儲，顯示，系統(tǒng)變量的設(shè)置等功能。布線時盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲 其次， 布線時，電源線和地線要盡量粗 。 布 線時避免 90 度折線，減少高頻噪聲發(fā)射 。 邏輯分析儀的設(shè)計 20 圖 D/A轉(zhuǎn)換電路 硬件的抗干擾措施 電源輸入端跨接 220UF 的電解電容。具體如圖 所示。對于變化的數(shù)值的字型碼， LCD則在顯示以前通過查字庫，將字庫內(nèi)存儲的數(shù)字的字型碼復(fù)制到自己的存儲單元，然后將自己的存儲單元的字型碼送入 LCD 顯示緩存中顯示。 CPLD 顯示電路 單片機接受鍵盤的中斷申請，不同的按鍵執(zhí)行不同的功能，并將執(zhí)行的結(jié)果在 LCD 上顯示出來。這樣我們就可以找出了按鍵所在的列了。這里我們用的方法是將 4 個行線的 I/O 口置為“ 0”（低電平）將列線的 I/O 口置為“ 1”（高電平）。無按鍵時兩個引腳是斷開的狀態(tài)。例如我們說左上角的那個所對應(yīng)第 1 行和第 4 列，即單片機 和 兩個 I/O 口。如圖 所示： 邏輯分析儀的設(shè)計 18 E A /V P P31X T A L 119X T A L 218R E S E T9P ( R D )17P ( W R )16P ( I N T 0)12P ( I N T 1)13P ( T 0)14P ( T 1)15T 2/ P 1T 2/ E X /P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8P ( A D 0)39P ( A D 1)38P ( A D 2)37P ( A D 3)36P ( A D 4)35P ( A D 5)34P ( A D 6)33P ( A D 7)32P ( A 8)21P ( A 9)22P ( A 10)23P ( A 11)24P ( A 12)25P ( A 13)26P ( A 14)27P ( A 15)28P S E N29A L E /P R O G30P ( T X D )11P ( R X D )10A T 89S 52S1S5S9S 1 3S2S6S 1 0S 1 4S3S7S 1 5 S 1 6S4S 1 1 S 1 2S8行 1行 2行 3行 4列 4 列 3 列 2 列 1 圖 按鍵電路 鍵盤接的前 4 個 I/O 口為行接線，后 4 個為列接線。 圖 模擬波形 功能實現(xiàn)模塊 按鍵實現(xiàn)電路 本設(shè)計采用 4 4 標(biāo)準(zhǔn)的行列鍵盤，通過 8 個 I/O 口控制 16 個鍵，采用線反轉(zhuǎn)法行列鍵盤掃描。為了得到理想的鋸齒波，我們一改常規(guī)思維，著手從軟件的角度考慮，我們要將階梯波轉(zhuǎn)換成鋸齒波，可以增加階梯數(shù)，減小階梯幅度，當(dāng)離散的數(shù)字量增加到一定量時可以近似看成模擬量，如圖 所示。由此可知該模塊的工作原理如下： 單片機控制程序先向 Y 軸輸入被采樣存儲在 RAM 中的波形數(shù)據(jù)，經(jīng) DAC0832 內(nèi)部的 D/A 電阻網(wǎng)絡(luò)生成階梯波，選通 Y 軸DAC0832 中的第 1 鎖存器并被鎖存；向 X 軸送入對應(yīng)的鋸齒波數(shù)據(jù)（該數(shù)據(jù)是由 D/A 生成的階梯波經(jīng)一個 LM324 組成的低通濾波器濾波后，再送入 LM324 構(gòu)成的電壓跟隨器而轉(zhuǎn)換出鋸齒波。本設(shè)計在單片機的控制下，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路D/A 分別向示波器的 X， Y 軸輸出鋸齒波同步信號、被采樣波形信號，以復(fù)現(xiàn)被采樣存儲的波形。從模擬示波器波形顯示原理可知，只要在 Y 軸（縱軸）輸入一個電壓信號，同時在 X 軸（橫軸）加上一個同頻的鋸齒波掃描電壓，便可在示波器上復(fù)現(xiàn)電壓信號的波形。如圖 所示。 CPLD 是整個系統(tǒng)的控制核心，他控制采集通道的切換、 A/D 轉(zhuǎn)換器的啟 /停、轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在 RAM 中的存放地址發(fā)生器、產(chǎn)生中斷請求 然后再通過 RAM 將數(shù)據(jù)傳出 。 本文主要運用 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過傳感器對設(shè)備的 電壓或者 電流 信號進行采樣、保持，并送入 A/D 轉(zhuǎn)換器 變成數(shù)字信號，然后將該信號 通過功能控制系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換傳輸 存放 儲存在 RAM 中。 圖 數(shù)字信號發(fā)生模塊 其硬件電路連接圖如下圖 所示。在這里使用一片小單片機AT89C2051 作為信號發(fā)生器，通過 8 路開關(guān)設(shè)置循環(huán)移位元邏輯信號序列，輸入 AT89C2051 的 P1 口，由 2051 內(nèi)部定時在 產(chǎn)生100Hz 的時鐘信號，在 輸出預(yù)置波形，通過移位寄存器 74HC164產(chǎn)生 8 路循環(huán)移位元信號。 DAC0832 的工作方式： 根據(jù)對 DAC0832 的數(shù)據(jù)鎖存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式， DAC0832 有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。 Vcc：是源電壓（ +5~+15V）。 Rfb：是集成在片內(nèi)的外接運放的反饋電阻。 WR2：寫信號 2，低電平有效。 WR1：寫信號 1，低電平有效。 ILE：輸入寄存器允許，高電平有效。 DAC0832 的主要特性參數(shù)如下： 分辨率為 8 位；電流穩(wěn)定時間 1us；可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調(diào)整其線性度；單一電源供電（ +5V～+15V）；低功耗， 200mW。這個 DA 芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得 到廣泛的應(yīng)用。 邏輯分析儀的設(shè)計 13 圖 33 DAC0832 DAC0832 是 8 分辨率的 D/A 轉(zhuǎn)換集成芯片。 性能指標(biāo)和 MCS51 產(chǎn)品兼容； 2KB 可重編程 FLASH 存儲器（ 10000 次）； ；全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz； 2 級程序存儲器保密鎖定； 128*8 位內(nèi)部 RAM； 15 條可編程 I/O 線；兩個 16位定時器 /計數(shù)器； 6 個中斷源；可編程串行通道；高精度電壓比較器（ ， ， ）；直接驅(qū)動 LED 的輸出端口。 XTAL1：作為振蕩器反相器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。當(dāng)振蕩器正在運行時，持續(xù)給出 RST 引腳兩個機器周期的高電平便可完成復(fù)位。 RST：復(fù)位輸入。 下表 是 P3 口引腳作用。當(dāng) P3 口寫入 “1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。當(dāng)引腳 ~用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的上拉 電阻而流出電流。 P1 口輸出邏輯分析儀的設(shè)計 12 緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動 LED 顯示?？谝_ ~ 提供內(nèi)部上拉電阻， 和 要求外部上拉電阻。 GND：地。 其芯片圖如圖 所示。它采用ATMEL 的高密非易失存儲技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 邏輯分析儀的設(shè)計 10 圖 AT89C51 芯片圖 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。其內(nèi)部含有 128 字節(jié)的 RAM、32 個可編程 I/O 口線、兩個 16 為定時 /計數(shù)器、一個五向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、一個全雙工串行通信口、片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，同時，AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。其芯片圖及引腳介紹如下所示。單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域 。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機 、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。目前按單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，把它們分為 4 位、 8 位、 16位及 32位單片機。但 是，在國內(nèi)單片機的叫法仍然有著普遍的意義。這些對外電路及外設(shè)接口已經(jīng)突破了微型計算機（ microputer） 傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，所以更為確切反映單片機本質(zhì)的名稱應(yīng)是微控制器。 由于單片機面對的是測控對象，突出的是控制功能，所以它從功能和形態(tài)上來說都是應(yīng)控制領(lǐng)域應(yīng)用的要求 而誕生的。 硬件器材 的選擇與應(yīng)用 單片機概述 單片機是一種集成在 電路 芯片，是采用 超大規(guī)模集成電路 技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU隨機存儲器 RAM、 只讀存儲器ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器 等功能 ， 可能還包括顯示驅(qū)動電路、 脈寬調(diào)制 電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器 等電路 ，集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的 計算機系統(tǒng) 。 第四部分顯示電路，主要使用示波器顯示出結(jié)果波形。 第三部分數(shù)據(jù)采集電路的實現(xiàn)也用單片 機 AT89C52 完成數(shù)據(jù)采集及存儲。此系統(tǒng)實現(xiàn)控制簡易邏輯分析儀的某些特殊功能。用單片機 AT89C52 來完成。 圖 系統(tǒng) 組織結(jié)構(gòu)圖 第一部分是 8 位數(shù)字信號發(fā)生器。 邏輯分析儀的設(shè)計 6 2 系統(tǒng)工作原理 系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu) 簡易邏輯分析儀系統(tǒng)包括四個部分：（ 1） 8 位數(shù)字信號發(fā)生器（ 2）數(shù)據(jù)采集電路（ 3）功能控制電路（ 4）顯示電路。本設(shè)計采用 AT89C51 單片機控制 8 路邏輯信號電平采集的簡易邏輯分析儀設(shè)計。用示波器及一般的 電子測量儀器是難以觀察和測量數(shù)字信息的。 (5) 信號的速度變換范圍很大（如高速運行的主機和低速的外圍設(shè)備）。有些信號雖然可以重復(fù)發(fā)生，但是它們是非周期性的。 (2) 數(shù)字信息是按時序傳遞的。以離散時間或事件出現(xiàn)的次序為自變量，狀態(tài)值為因變量的函數(shù)關(guān)系屬數(shù)據(jù)域范疇?，F(xiàn)在為解決數(shù)字設(shè)備、計算機及 VLSI 等電路在研制、生產(chǎn)、檢修和維護中的測試問題，出現(xiàn)了一類新的測試設(shè)備。適配器、夾子和輔助爪 鉤等多種多樣，但是最好的辦法的是設(shè)計一種廉價的測試夾具，邏輯分析儀直接連接到夾具上，形成可靠和緊湊的接觸 。 20 世紀 80 年代后期，邏輯分析儀變得更加復(fù)雜，當(dāng)然使用起來也就更加困難。自 1973 年美國 HP 公司和 Biomation 公司幾乎同時研制出了第一代邏輯分析儀，迄今為止已經(jīng)經(jīng)歷了四代。邏輯分析技術(shù)的發(fā)展可以由邏輯分析儀的發(fā)展來展示。目前，它在數(shù)字域內(nèi)解決問題的能力已使它的應(yīng)用處于與示波器并列的位置?，F(xiàn)在，邏輯分析儀已經(jīng)成為國際上最通用的電子測量儀器之一。 在硬件方面，嵌入式硬件設(shè)計者在系統(tǒng)開發(fā)中試圖找出不明顯的實時硬件問題是很難的，這些問題包括：邏輯錯、邏輯電平違例、噪聲超限、串?dāng)_、總線競爭、匹配電阻錯、時鐘漂移、時序超差或違例、建立保持時間違例和毛刺。邏輯分析儀具有很大存儲深度的特性，可以用長時間間隔“實時跟蹤”方法來找到問題根源。 在軟件方面，邏輯分析儀具有很大存儲深度的特性，可以用長時間間隔“實時跟蹤”方法來找到問題根源，再加上邏輯分析儀具有實時跟蹤記錄程序的能力而無須停止運行的特性 。 邏輯分析儀的應(yīng)用 邏輯分析儀是一種數(shù)據(jù)域測試儀器。一般采集數(shù)據(jù)的內(nèi)部時鐘頻率應(yīng)該是被測系統(tǒng)時鐘頻率的 5～ 10 倍。 邏輯定時分析儀主要用來顯示各通道的邏輯波形，特別是各通道之間波形的時序關(guān)系。其狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集是在被測系統(tǒng)的時鐘下實現(xiàn)的，即邏輯狀態(tài)分析儀與系統(tǒng)是同步工作的。兩類分析儀的基本結(jié)構(gòu)是相似的，主要區(qū)別在于顯示方式和定時方式上。目前邏輯分析儀已成為設(shè)計，調(diào)試和檢測維修復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)，計算機和微機化產(chǎn)品的最有力工具。有些先進的邏輯分析儀可以同時檢測幾百路的信號，還擁 有靈活多樣的觸發(fā)方式，可以方便的在數(shù)據(jù)流中選擇感興趣的觀測窗口。它一方面