便携式多路逻辑分析仪设计(2)
5.3 模拟SPI通信协议 28
6 系统测试与误差分析 28
6.1 调试仪器 28
6.2 操作说明 29
6.3 整机调试 29
6.3.1 数字信号发生器的测试 29
6.3.2 简易逻辑分析仪的测试 29
6.4误差分析 34
7 总结 35
致谢 36
参考文献 37
附录 38
1 引言
1.1 逻辑分析仪的历史现状与未来
1.1.1发展轨迹
逻辑分析仪兴起于20世纪70年代，在数代的变化与改进之后，它不断地适应市场需求。它是一种采集和显示数字电路信号的仪器。逻辑分析仪的最主要作用就是在于时序的判断。逻辑分析仪与示波器具有电压等级多，只显示两个电压，逻辑0与逻辑1，和不确定的X。。设定了这两个参考电压后，逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定，如果高于第一个较高的参考电压的结果为逻辑1,如果低于第二个较低的参考电压结果为逻辑0，下面的第一参考电压和上面的不确定X的第二参考电压。
自从20世纪70 年代初期研制成微处理器，出现4位和8位总线，传统示波器的双通道输入已经无法满足8位字节的观察。微处理器和存储器的测试需要与时域和频域的仪器不同。数域测试仪器就此诞生。HP公司推出状态分析仪和Biomation公司推出定时分析仪之后不久，用户开始接受这种数域测试仪器作为最终解决数字电路测试的手段，不久状态分析仪与定时分析仪合并成为逻辑分析仪。
20世纪80年代后期，逻辑分析仪变得更加的复杂，使用起来也更加困难。比如，引入多电平树形触发，来应付条件语句比如IF、THEN、ELSE等复杂事件。这类组合触发肯定更加灵活，但是同时对大多数使用者来说就不是那样容易去掌握了。
逻辑分析仪的探头越来越重要。需用夹子夹住穿孔式元件上的16根引脚和双列直插式元件上的只有0.1″间隙的引脚时，探头就会有问题。现在的逻辑分析仪可以有几百个工作在200MHz频率上的通道信号的连接就是个现实问题。适配器、夹子和辅助钩等是很多种方式，但是最好的办法是设计一种廉价的测试夹具，逻辑分析仪直接连接到夹具上，形成可靠和紧凑的接触。
1.1.2 国内外研究现状与水平
1.1.3 发展趋势
1.2 本研究工作的意义与内容：
本文研究工作的目的是通过制作信号发生器，产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL电平。制作逻辑分析仪，具有采集8路逻辑信号的功能,并且能对被测信号进行一次采集、存储，再利用液晶屏幕稳定地显示所采集信号波形，而且并显示触发点位置。
2 系统总体方案设计
2.1 方案设计
2.1.1 数字信号发生器模块设计
可编程逻辑器件FPGA，其内部包含众多的逻辑资源。使用一个计数分频来产生一个方波，加上一个循环移位寄存器，轻而易举的就能够实现8路的循环逻辑序列。并且这个8路的序列初值只要给FPGA寄存器赋值便可，操作起来简单、便捷，而且可以充分发挥FPGA强大的并行处理能力，做到了资源的合理分配和利用，因此本系统选择了这种方案。
2.1.2 8路信号门限触发电路设计
采用模数转换后跟设定的值比较的办法实现。即将8路的信号接到8片的ADC输入口，同时进行一次的采集。然后将采集到的数据跟通过按键输入的逻辑门限电平进行一个比较判定，实时判断出信号的高低。16级的门限电平可以通过一个矩阵键盘来输入。该方案很容易实现门限电平的设置功能。为了避免使用8片的ADC进行数据采集，导致系统外围电路复杂。在本系统中采用一个ADC加一个8-1模拟开关的模式，通过对模拟开关的控制，轮流对8路信号进行采样。虽然第一个的数据位和最后一个采样的数据位会有一个时间差，但在100Hz的信号下足以完成连续采8通道数据的任务。
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