基于fpga的简易逻辑分析仪设计

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1、《国外电子元器件》２００8年第11期测控与仪器仪表基于FPGA的简易逻辑分析仪设计程达，唐宏昊，邢玉秀（武汉大学电子信息学院，湖北武汉430079）摘要:基于数字信号采集及数字示波器存储显示原理，并以AT89S52单片机和现场可编程门阵列（FPGA）组成的最小系统为核心，采用数字信号发生器模块、由模拟开关和A/D采样组成的信号并行采集电路、触发模块、数据储存模块和显示电路等构成简易逻辑分析仪。该分析仪的功能全面，价格低，能实时分析8路数字信号，具有很高的实用价值。关键词:逻辑分析仪；单片机；数字信号；采样/现场可编程门阵列中图分类号:

2、TM935.2文献标识码：A文章编号：1006－6977（2008）11-0025-02DesignofsimplelogicanalyzerbasedonFPGACHENGDa，TANGHong-hao，XINGYu-xiu（SchoolofElectronicInformation,WuhanUniversity，Wuhan430079，China）Abstract：Basedontheprincipleoflogicsignalsacquisitionandthedigitaloscilloscopeandstoragedisp

3、lay,thedesignofsimplelogicanalyzerispresentedinthispaper.ThecoreofthelogicanalyzerisAT89S52andFPGA(EP1C6Q240C8).Thissimplelogicanalyzerconsistsofdigitalsignalgenerator,triggermodule,datastoragemodule,displaycircuitandparallelsignalacquisitioncircuitincludinganalogswitch

4、esandA/Dsampling.Thelogicanalyzerfeaturesallfunctions,lowcostandanalyzingreal-time8-channeldigitalsignal.Sothelogicanalyzerhasbetterpracticalutility.Keywords：logicanalyzer；singlechip；digitalsignal；sampling/fieldprogrammablegatearrays1引言在设计和测试数字系统时，往往需要借助逻辑分析仪来观察多路数字信号波形

5、，以分析其逻辑关系。然而，现有的逻辑分析仪不仅价格昂贵，也很难普及和推广。为此，设计了一个基于现场可编程门阵列（FPGA）和单片机的简易逻辑分析仪。它具有功能全面，价格低廉，能够实时分析8路数字信号的优点，因此实用价值很高。图1系统总体方框图2系统总体方案设计抗要大于50kΩ，所以将各路信号先经射极跟随器，再由A/D将8路待分析的并行数字信号经过模拟开关分时选通采样，但对于8路信号就需要8个射极跟随器，因而给电路成为串行信号，再由A/D采样为逻辑电平值后，通过FPGA带来复杂问题。将8路信号输入模拟开关AD7501的8个输读取并暂存，

6、如果存满了，则用最近输入的数字覆盖掉最早入端，并由控制电路控制8路信号顺序输出，再经过一个射存入的数字，等到满足触发条件后，再存入设定位数的数字。极跟随器进入A/D转换器的输入端[1]，再在FPGA内部将这8最后将这些数字存入FPGA内部的双口RAM中，由DAC输路数据分离开来。图2给出具体电路。出显示在模拟示波器上。其中，触发电平、触发字、触发方式都由用户通过键盘输入，再由FPGA解析为相应的逻辑，以控制A/D转换结果和存储器的写入。触发位置和可移动光标处的逻辑状态均由LCD同步显示，其系统框图如图1所示。3模拟电路的设计3.1输入

7、阻抗变换电路图2输入阻抗变换电路为了尽可能地不影响输入信号，要求采样电路的输入阻3.2门限电压控制及数据采集电路采用的门限电压控制方法是将待测信号通过A/D转换收稿日期：2008-08-04稿件编号：200808004器转换为数字量，并与预设数字进行比较，以决定信号的逻作者简介：程达（1987-），男，湖北黄冈人。研究方向：电子设计。－25－《国外电子元器件》２００8年第11期辑电平，通过改变预设数字，可直接改变门限电压。为了提高此存储数据时需先对其进行处理，即先将采集到的数据分离采集数据的清晰度，在此采用高速异步时钟来采集被测信号。

8、成8bit，然后将每个bit填成一个字节（字节的高3位表示该采用美国Maxim公司生产的12位快速A/D转换器MAX197bit所在的输入路数，第4位为该bit值，低4为填0），这样即完成信号采样。MAX197的转换时间