逻辑分析仪简介;逻辑分析仪的使用方法

作者 李惠军 来源 《无线电》杂志
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发布时间 2010-12-29

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。在制作调试电路时除了使用万用表、示波器等工具,逻辑分析仪也是必不可少的。

逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器,最主要的作用在于时序判定。逻辑分析仪与示波器不同,它不能显示连续的模拟量波形,而只显示高低两种电平状态(逻辑1和0)。在设置了参考电压后,逻辑分析仪将采集到的信号与电压比较器比较,高于参考电压的为逻辑1,低于参考电压的为逻辑0。这样就可以将被测信号以时间顺序显示为连续的高低电平波形,便于使用者进行分析和调试。使用逻辑分析仪,可以方便地设置信号触发条件开始采样,分析多路信号的时序,捕获信号的干扰毛刺,也可以按照规则对电平序列进行解码,完成通信协议分析。

逻辑分析仪简介;逻辑分析仪的使用方法

图1

逻辑分析仪根据其硬件设备的功能和复杂程度,主要分为独立式(单机型)逻辑分析仪和基于电脑(PC-Base)的虚拟逻辑分析仪两大类。独立式逻辑分析仪是将所有的软件,硬件整合在一台仪器中,使用方便。虚拟逻辑分析仪则需要结合电脑使用,利用PC强大的计算和显示功能,完成数据处理和显示等工作。

专业逻辑分析仪,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。作为工程师手头常备的开发工具,目前有许多入门级的逻辑分析仪设计,整体功能虽然不能和专业高档仪器相比,但是用较低的成本来实现特定的功能,也是非常成功的设计。本文以下讨论的逻辑分析仪,主要是指这类入门级设计。

基于电脑并口的逻辑分析仪曾是主流,但是近年来电脑系统逐步不再配置并口,这类设计已经成为明日黄花,仅仅还具有原理学习的价值。

另一类的逻辑分析仪,是以低速单片机为基础的。很多爱好者用PIC、AVR等常见单片机设计了自己的作品。但这类单片机逻辑分析仪的共同弱点就是采样速度太慢,通常不超过1MHz。

以USB IO芯片为基础的入门级逻辑分析仪现在最为流行。比如Saleae logic,还有类似的USBee等。这类产品主要采用一个USB IO芯片,例如CYPRESS公司的CY7C68013A-56PVXC,所有的信号触发和处理工作都是电脑上的软件完成的,硬件部分就只是一个数据记录仪。最高采样速度为24MHz。它们可以“无限数量”地采样,因为所有的数据都是存储在电脑里的。目前一般最多是8个通道,更多的通道数量会成比例地降低最高采样速度。这类产品构造简单,方便易用,价格便宜,是调试单片机开发工作的好工具。它的缺点主要是采样速度只有24MHz、8个通道,对于分析高速并行总线就不能胜任了。更进一步的设计,需要增加FPGA、SRAM等器件,才能解决速度不够和通道数量不足的问题。

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