逻辑分析仪的试验研究

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1、万方数据苎23篓第4期武汉工业学院学报v01．23No．42004年12月Journal．ofWuhanPolytechnicUniversityDec．2004文章编号：1009—4881(2004)04—0048—03逻辑分析仪的试验研究杨慧芬(五羊本田摩托(广州)有限公司，广东广州510220)摘要：以AT89C52微处理控制器为核心，利用现场可编辑逻辑器件FPGA、8255并口、74HC244，74SL373等接1：2芯片来进行系统扩展，以及二通道CRT示波器，实现6路输出状态字及标度的设定、6通道

2、信号数据采集处理和信号的扫描输出。关键词：FPGA；单片机系统；逻辑分析仪中图分类号：TP2；TP3文献标识码：A0引言逻辑分析仪是多路逻辑状态时序信号测试仪器，基本功能是采集多路逻辑状态时序。目前对于进行系统总线设计与分析、FPGA等各种芯片的应用等都必须借助逻辑分析仪。专用的这类设备非常贵。据此本文利用单片机和双踪示波器进行简仪逻辑分析仪的试验研究。本系统由现场可编程器件(时序分析信号)、输入电平控制器件X9116W、单片机A髓9C52及相应的外围接口组成。本文以EPM7032SLC44—5为例介绍了用

3、新器件CPLD进行6路波形发生器的设计和应用，以及采用单片机AT89C52、模数转换等接口和双踪示波进行逻辑分析仪系统设计的试验研究。1系统硬件设计1．1系统硬件图1给出该系统的总体框图。图l中预置电路主要由两按键与单片机的Pl口线的P1．0和P1．1相连，通过对这两键的编程实现采样频率及逻辑分析仪显示时时标移动的设置；6位输入电路即为被测通道的输入，分别与P1口线的P1．2一P1．7相连，同时通过扩展的并口，配合预置键实现状态触发字的设置；锁存器74HC373与单片机的Po口相连，起到地址与数据分离的作用

4、，其输出作为数模转换收稿日期：2004—04—29作者简介：杨慧芬(1975一)，女，湖北省孝昌县人，助理工程师。的片选信号；模数转换x提供扫描时间信号，模数转换Y提供扫描各通道的位置信号。预预置电抨E双踪示双踪示波器X￥图1系统的总体框1．2FPGA6通道信号发生器的设计以Altera公司的MAX7000系列的芯片之一EPM7032SLC44—5为例，可以在Altera的仿真开发环境MaxPLUSII的支持下进行芯片电路的设计与仿真开发，并可将设计好的电路通过专用下载电缆下载到芯片中。在电路设计时，Max

5、PLUS11支持三种电路设计输入方式：逻辑图输入、VHDL语言输人和时序图输入。以下是一个用逻辑图设计的六路波形发生电路的例子。先根据输出波形进行逻辑设计得到如图2所示的逻辑图。用逻辑图设计生成的文件扩展名为．gdf。可用MaxPLUSII环境提供的时序分析器对设计的电路进行仿真，观察输出波形(如图3)是否满足要求。确认设计无误后，将其进行编译连接，生成可以下载到芯片的烧片文件，扩展名为．pof。最后可得可编程器件EPh玎032sLC44—5的管脚，如烘j

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12、期杨慧芬：逻辑分析仪的试验研究49———————————————————————————————————————————————————————————一——图2根据要求的输出波形设计的逻辑电路图4所示，在提供电源和时钟脉冲的条件管脚1到SD7一SD0的电平转换。此方案可以方便地得到稳6并可输出所要求的信号源波形。定的0．25—4V范围内的16级变化，而且转化精度r

13、巳羁一o{n：n几r图3由逻辑图仿真输出的6通道波形高。电路上提供的第三个端子能方便地对基准电压和温度系数进行微调。因为设计方案中要求电压的级

14、数为可以在0．25V到4V的16级范围内任意调节。因此需要在X9116W的接地端串入一个电阻，同时在5V电压输入端和X9116W之间串入一个电阻以达到分压的目的。实际选用菇=670Q，’，=2．67kQ。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：失调电压小；电源电压范围宽，对比较信号源的内阻限制较宽；共模范围很大，差动输入电压范围较大；输出端电位可灵活方便地选用。可直接与TTL电路用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平，它可选择LM339输入共模

15、范围的任何一点)，另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“一”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“一”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。限电压步进测量。2软件设计图4所写可编程器件EPM7032SLC44—5的管脚2．I数据采集1．2逻辑信号门限电压设置电路选用数控电位器X9116W，考虑到外电路输入5V电压可能不稳定，则在输入电路加上一个LM336—5集成稳压电路。然后在电位