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什么是逻辑剖析仪?逻辑剖析仪的使用方法是什么?逻辑剖析仪和示波器有什么区别

什么是逻辑分析仪?逻辑分析仪的使用方法是什么?逻辑分析仪和示波器有什么区别-业逻辑分析仪,通常具有数量众多的采样通道,超快的采样速度和大容量的存储深度,但昂贵的价格也不是个人所能承受的。作为工程师手头

  什么是逻辑剖析仪

  逻辑剖析仪是剖析数字体系逻辑关系的仪器。逻辑剖析仪是归于数据域测验[2]仪器中的一种总线剖析仪,即以总线(多线)概念为根底,一起对多条数据线上的数据流进行调查和测验的仪器,这种仪器对杂乱的数字体系的测验和剖析十分有用。逻辑剖析仪是运用时钟从测验设备上收集和显现数字信号的仪器,最首要效果在于时序断定。因为逻辑剖析仪不像示波器那样有许多电压等级,一般只显现两个电压(逻辑1和0),因而设定了参阅电压后,逻辑剖析仪将被测信号经过比较器进行断定,高于参阅电压者为High,低于参阅电压者为Low,在High与 Low之间构成数字波形。

  逻辑剖析仪的运用方法:

  单片机开发工程师和电子爱好者,每天都要和各式各样的数字电路打交道。在制造调试电路时除了运用万用表、示波器等东西,逻辑剖析仪也是必不可少的。

  逻辑剖析仪是运用时钟从测验设备上收集和显现数字信号的仪器,最首要的效果在于时序断定。逻辑剖析仪与示波器不同,它不能显现接连的模拟量波形,而只显现凹凸两种电平状况(逻辑1和0)。在设置了参阅电压后,逻辑剖析仪将收集到的信号与电压比较器比较,高于参阅电压的为逻辑1,低于参阅电压的为逻辑 0。这样就能够将被测信号以时刻次序显现为接连的凹凸电平波形,便于运用者进行剖析和调试。运用逻辑剖析仪,能够便利地设置信号触发条件开端采样,剖析多路信号的时序,捕获信号的搅扰毛刺,也能够依照规矩对电平序列进行解码,完结通讯协议剖析。

  逻辑剖析仪依据其硬件设备的功用和杂乱程度,首要分为独立式(单机型)逻辑剖析仪和依据电脑(PC-Base)的虚拟逻辑剖析仪两大类。独立式逻辑剖析仪是将一切的软件,硬件整合在一台仪器中,运用便利。虚拟逻辑剖析仪则需求结合电脑运用,运用PC强壮的核算和显现功用,完结数据处理和显现等作业。

  专业逻辑剖析仪,一般具有数量许多的采样通道,超快的采样速度和大容量的存储深度,但贵重的价格也不是个人所能接受的。作为工程师手头常备的开发东西,现在有许多入门级的逻辑剖析仪规划,全体功用尽管不能和专业高级仪器比较,可是用较低的成原本完结特定的功用,也是十分成功的规划。本文以下评论的逻辑剖析仪,首要是指这类入门级规划。

  依据电脑并口的逻辑剖析仪曾是干流,可是近年来电脑体系逐渐不再装备并口,这类规划现已成为时过境迁,仅仅还具有原理学习的价值。

  另一类的逻辑剖析仪,是以低速单片机为根底的。许多爱好者用P%&&&&&%、AVR等常见单片机规划了自己的著作。但这类单片机逻辑剖析仪的一起缺陷便是采样速度太慢,一般不超越1MHz。

  以USB IO芯片为根底的入门级逻辑剖析仪现在最为盛行。比方Saleae logic,还有相似的USBee等。这类产品首要选用一个USB IO芯片,例如CYPRESS公司的CY7C68013A-56PVXC,一切的信号触发和处理作业都是电脑上的软件完结的,硬件部分就仅仅一个数据记载仪。最高采样速度为24MHz。它们能够“无限数量”地采样,因为一切的数据都是存储在电脑里的。现在一般最多是8个通道,更多的通道数量会成份额地下降最高采样速度。这类产品结构简略,便利易用,价格便宜,是调试单片机开发作业的好东西。它的缺陷首要是采样速度只要24MHz、8个通道,关于剖析高速并行总线就不能担任了。更进一步的规划,需求添加FPGA、SRAM等器材,才干处理速度不行和通道数量缺乏的问题。


  下面就以Saleae逻辑剖析仪为例,经过采样剖析I2C总线波形和PWM波形,简略介绍它的特色和运用方法。

  先介绍用逻辑剖析仪采样单片机对I2C器材AT24C16的写数据进程。

  硬件衔接

  1.先将逻辑剖析仪的GND与方针板的GND衔接,让二者共地。

  2.挑选需求采样的信号,这儿便是AT24C16的SDA和SCL,将SDA接入逻辑剖析仪的通道1(Input 1),SCL接入通道1(Input 2)。

  3.将逻辑剖析仪和电脑USB口衔接,windows会辨认该设备,并在屏幕右下角显现USB设备标识。

  软件运用

  1.运转Saleae软件,此刻逻辑剖析仪的硬件现已与电脑相连,软件会显现[Connected]。

  2.设置采样数量和速度,I2C为低速通讯,所以速度设置不用太高,这儿设置为20M Samples @ 4M Hz的速度,也便是能继续采样5秒钟。

  3.设置协议,点右上角的“OpTIons”按钮,找到analyzer1,设置为I2C协议,详见图1。

  4.按“Start”按钮,开端采样。


  数据剖析

  采样完毕后,能够看到波形,见图2。因为咱们设置了是I2C剖析,因而不但显现出波形,还有依据I2C协议解码显现的字节内容。单片机对 AT24C16进行写入操作,在0x00地址处写入10000等数字。波形开端是“start”信号,然后依次是AT24C16的标识0xA2,写入地址 0x00,数据 0x10,0x27等。因为写入以字节为单位,因而0x2710 = 10000,标明采样成功。

  将鼠标放在波形上,点击左键,完结zoom in功用。成果见图3,在“start”条件后,在SCL的8个接连脉冲的高电平处,SDA对应的信号为10100010,即0xA2,第9个脉冲高电平处为0,是ACK标志。

  以上简略介绍了用逻辑剖析仪进行I2C剖析的进程,能够看到操作起来十分简略。

  下面再介绍运用逻辑剖析仪采样三相沟通电机驱动器的6路PWM波形。

  硬件衔接

  1.先将逻辑剖析仪的GND与方针板的GND衔接,让二者共地,见图5。

  2.挑选需求采样的信号,这儿便是单片机6路PWM波形的输出引脚,将其接入逻辑剖析仪的通道1(Input 1)至通道6(Input 6),而且把通道的姓名改为Utop、Ubottom、Vtop、Vbottom、Wtop、WBottom,别离代表三路输出的上下桥臂。

  3.将逻辑剖析仪和电脑USB口衔接,windows会辨认该设备,并在屏幕右下角显现USB设备标识。

  软件运用

  1.运转Saleae软件,此刻逻辑剖析仪的硬件现已与电脑相连,软件会显现[Connected]。

  2.设置采样数量和速度,PWM的频率为15kHz,这儿设置为2M Samples @ 4MHz的速度。

  3.设置触发条件,默许“—-”就能够了。

  4.按“start”按钮,开端采样。

  数据剖析

  采样完毕后,能够看到波形,见图6。典型的三相电机驱动PWM是互补型的,即一组信号的上下两个波形的状况是相反的,别离操控这组桥臂上下两个开关管的状况,防止一起导通形成短路,见图7。

  将鼠标放在波形上,接连点击左键,完结zoom in功用。见图8。在UBottom的下降沿和UTop的上升沿放置符号线,在右下角的显现框中,能够看到T2-T1=2.25μs,这便是先关断后翻开的时刻差,专业上称为“死区时刻”(DeadTIme)。别的,还能够看到PWM的宽度45.5μs,周期66.6μs,占空比31.6%,频率 15.0376kHz等信息。这便是一个典型的三相电机变频器的SVPWM波形。

  以上两个比如,简略介绍了逻辑剖析仪的运用,期望能对广阔爱好者有所协助和启示。

  逻辑剖析仪首要使用在哪些场合:

  逻辑剖析仪一般用于较专业的数字逻辑剖析,一般在如下四种场合较多

  (1)调试并查验数字体系的运转;

  (2)一起盯梢并使多个数字信号相关联;

  (3)查验并剖析总线中违背时限的操作以及瞬变状况;

  (4)盯梢嵌入软件的执行情况。

  逻辑剖析仪中注重的参数首要采样频率、通道数、存储深度、支撑协议剖析品种等。

  逻辑剖析仪和示波器的差异:

  从电压等级显现来看,逻辑剖析仪只能调查信号的凹凸电平(逻辑电平),而示波器能调查到信号的详细电压巨细;

  从输入通道数来看,逻辑剖析仪可容易完结多通道(16或个呢更多)一起丈量,便利对并行信号进行剖析。而示波器最多也就完结4通道一起丈量;

  相对来说,逻辑剖析仪的使用更倾向于数字电路的时序逻辑剖析,并不重视信号自身的波形结构;而示波器虽能丈量整个信号的波形,从中剖分出信号的反常和搅扰,但无法长时刻、多通道记载信号的时序逻辑,在剖析时序逻辑方面才能较弱。

  尽管现在逻辑剖析仪和示波器在测验原理上仍是不同较大的,但随着电子技术的飞速发展,这两者的功用将会逐渐重合,直至两者合二为一变成一种仪器。

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