基于單片機(jī)的簡易邏輯分析儀畢業(yè)論文-在線瀏覽
2025-08-06 12:57本頁面
【正文】 …………………………………………………………20基于單片機(jī)的簡易邏輯分析儀第1節(jié) 引 言 信息時代是數(shù)字化的時代，數(shù)字技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了以高性能計算機(jī)為核心的數(shù)字通信、數(shù)字測量的數(shù)字系統(tǒng)。在研究這些數(shù)字系統(tǒng)產(chǎn)品的應(yīng)用性能的同時也必須研究在設(shè)計、生產(chǎn)和維修他們的過程中，如何驗證數(shù)字電路設(shè)計的合理性、如何協(xié)調(diào)硬件及其驅(qū)動應(yīng)用軟件的工作、如何測量其技術(shù)指標(biāo)以及如何評價其性能。隨著數(shù)字系統(tǒng)復(fù)雜程序的增加，尤其是微處理器的高速發(fā)展，用示波器測試己顯得有些無能為力。它屬于總線分析儀一類的數(shù)據(jù)域測試儀器*主要用于查找總線(或多線)相關(guān)故障．同時對于數(shù)據(jù)有很強(qiáng)的選擇能力和跟蹤能力，因此，邏輯分析漢在數(shù)字系統(tǒng)的測試中獲得了廣泛的應(yīng)用。是一種數(shù)據(jù)域儀器，其作用相當(dāng)于時域測量中的示波器。在測試數(shù)字電路、研制和維修電子計算機(jī)、微處理器以及各種集成化數(shù)字儀表和裝置中具有廣泛的用途；還是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計、偵錯、軟件開發(fā)和仿真的必備儀器；作為硬件設(shè)計中必不可少的檢測工具，還可將其引入實驗教學(xué)中，建立直觀感性的印象，提升學(xué)生的硬件設(shè)計能力，可以全面提高教學(xué)質(zhì)量； 隨著科技的發(fā)展，LA在多通道、大存儲量、高采樣速率、多觸發(fā)功能方面得到更快的發(fā)展，在航天、軍事、通信等數(shù)字系統(tǒng)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。那么我們在學(xué)習(xí)、應(yīng)用的同時設(shè)計并制作一個簡易的邏輯分析儀就顯的意義重大了，這樣這個過程既可以讓我們更加深入理解其原理，又可以提高動手設(shè)計并制作整個系統(tǒng)電路的能力，還可以將其作為簡易儀器應(yīng)用于以后的實驗中。給出它的特點，能實現(xiàn)的功能以及系統(tǒng)的簡單操作 系統(tǒng)的特點邏輯分析儀也稱邏輯示波器，它是用來分析數(shù)字系統(tǒng)邏輯關(guān)系的一種儀器。一般的邏輯分析儀是由數(shù)據(jù)獲取和數(shù)據(jù)顯示兩大部分組成的。在這里，關(guān)鍵是觸發(fā)．它的作用是在被分析的數(shù)據(jù)流中按索特定的數(shù)據(jù)字。因此，它決定了觀察的數(shù)據(jù)窗口在數(shù)據(jù)流中的位置。多種觸發(fā)方式：設(shè)置了單字觸發(fā)和三級觸發(fā)兩種觸發(fā)模式具有記憶能力：采用EEPROM實現(xiàn)數(shù)據(jù)的掉電存儲本設(shè)計的主要特色：★ 數(shù)字信號發(fā)生器使用AT89C2051單片機(jī)來控制，達(dá)到了高精度的信號輸出?！?使用D/A電阻網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合單片機(jī)對信號幅度進(jìn)行靈活地控制?！?在系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計中均加入了運(yùn)行良好的抗干擾措施。 系統(tǒng)的功能邏輯分析儀的邏輯分析儀(簡稱LA)是新型的數(shù)據(jù)域分析儀器，它有許多獨特的功能。（2）單次觸發(fā)采集存儲顯示，單次觸發(fā)方式是指在滿足觸發(fā)條件后，能對被測信號進(jìn)行一次采集、存儲。（3）任意兩通道三級觸發(fā)存儲顯示，由鍵盤輸入8路中任意2通道的通道號及3級觸發(fā)字，當(dāng)指定通道的觸發(fā)字連續(xù)依次滿足時，能對被測信號進(jìn)行一次采集，存儲，送DAC后輸出顯示。（4）顯示觸發(fā)字的位置，可以在模擬示波器顯示屏上對觸發(fā)字進(jìn)行標(biāo)記。（6）翻頁顯示，可以用鍵盤控制翻頁顯示，每隔32bit為一頁的內(nèi)容，擴(kuò)展了存儲深度。將設(shè)計任務(wù)分解為數(shù)字信號發(fā)生、信號采集存儲、信號融合處理、顯示、掉電保護(hù)等功能模塊。考慮到硬件電路的緊湊性，故將上述模塊合理分配連接成以下三個模塊：數(shù)字信號發(fā)生器、最小系統(tǒng)主控器、鍵盤/顯示。 主體控制模塊系統(tǒng)主控模塊包括最小系統(tǒng)和數(shù)字信號處理控制模塊。方案一：以8031單片機(jī)為核心。這樣會增加電路的復(fù)雜性。AT89C51芯片，其內(nèi)部含有可重復(fù)編程的FLASH ROM,，可進(jìn)行1000次檫除操作，在設(shè)計調(diào)試過程中可十分容易進(jìn)行程序的修改，達(dá)到最佳的設(shè)計。從CPU系統(tǒng)即以89C2051為主的顯示模塊的控制。該方案的特點是硬件簡單，軟件實現(xiàn)方便，大大提高了系統(tǒng)的設(shè)計性能。方案一、電阻分壓，利用電阻網(wǎng)絡(luò)把電壓分級作為觸發(fā)門參考電壓，用模擬開關(guān)4067在把每個通道的信號和這個參考電壓用電壓比較器來比較，判斷輸入信號高低，輸入單片機(jī)處理。與方案一比具有精確可調(diào)的優(yōu)點。8279能自動完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能。8279提供了按掃描方式工作的顯示接口,其內(nèi)部有一個顯示緩沖器,能對8位或16位LED自動進(jìn)行掃描,將顯示緩沖器的內(nèi)容在LED上顯示出來。由于具有RS232接口，易于與某些基于虛擬儀表技術(shù)的儀器主板相連，使其脫機(jī)工作，成為便攜儀表，方便了使用；與專用鍵顯接口芯片8279相比，價廉；采用串行方式與主控單片機(jī)交換信息，硬件及工藝設(shè)計簡單，抗干擾能力強(qiáng)；可承擔(dān)鍵顯及其他信息處理功能，實現(xiàn)了鍵顯智能化，從而使主機(jī)軟件設(shè)計所考慮的因素減少，程序結(jié)構(gòu)得以簡化圖24 鍵盤/顯示模塊方案三：LCD液晶顯示。以上三種都是比較可行的數(shù)據(jù)顯示方案。．系統(tǒng)硬件的總體實現(xiàn) 經(jīng)過仔細(xì)地論證與比較，我們確定了系統(tǒng)的各個主要模塊的最終的可行方案，系統(tǒng)總體原理框圖如圖25所示。只要在最小系統(tǒng)中添加一個開關(guān)組選擇高低電平，單片機(jī)通過掃描開關(guān)組連接的P口的狀態(tài)，并通過軟件來控制單片機(jī)8個P口的波形輸出，輸入到74LS04的反向器輸入端，通過TTL電平轉(zhuǎn)換，輸出8路數(shù)字信號。該設(shè)計的優(yōu)點是信號穩(wěn)定性好，頻率精度高，有利于用單片機(jī)對數(shù)字信號進(jìn)行智能化控制。其工作原理是:AT89C51單片機(jī)輸出可預(yù)置的二進(jìn)制序列到74LS04的反向輸入端，經(jīng)過TTL電平轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生所需
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