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调试帮手——逻辑分析仪

单片机开发工程师和电子爱好者,每天都要和各种各样的数字电路打交道。在制作调试电路时会使用万用表、示波器等工具,但是某些电路,用示波

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。在制造调试电路时会运用万用表、示波器等东西,可是某些电路,用示波器丈量起来就有些无能为力了,这是能够借用逻辑剖析仪来做测验。那么网友们会问,什么时分应该运用示波器,什么时分应该运用逻辑剖析仪呢?下面残弈悟恩简略对两者做一个比较。

10.1 示波器和逻辑剖析仪的比较

10.1.1 何时运用示波器?

  • 当您需求看到信号上小的电压改变
  • 当您需求很高的时刻距离精度

一般来说,在需求高笔直或电压分辨率时应运用示波器。即如果您需求看到如图10-1所示的每一细小电压改变,就应运用示波器。许多示波器,包含新一代数字示波器,还能够供给十分高的时刻距离分辨率。也便是能以很高的精度丈量两个事情间的时刻距离。总归,当您需求参数信息时,就应运用示波器。

图10-2 逻辑剖析仪采样图

10.2 什么是逻辑剖析仪

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)。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,完结通信协议剖析,如1wire、I2C、UART、SPI、CAN等数据的时分,应用逻辑剖析仪处理问题能够到达事半功倍的效果。

10.2.1 逻辑剖析仪的作业原理

图10-3 数据收集原理图

在设置了参阅电压(阈值)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,如图10-3所示,便是以“阈值”作为参阅值来采样的数据图形。

10.2.1 逻辑剖析仪的分类

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)逻辑剖析仪和根据电脑(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每个穷屌丝所能接受起的。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。

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。但这类根据单片机的逻辑剖析仪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(什物如图10-4所示),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,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收集、记录仪。最高采样速度24MHz。它们能够“无限数量”地采样,由于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。

图10-4 Saleae logic Analyzer什物图

10.3 Logic软件的相关概述

上面咱们现已说到,这个逻辑剖析仪需求凭借软件来完结,因而咱们首要的装置该上位机软件。

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