邏輯分析儀的設計與分析

科技信息技|術(shù)|廣|場(chǎng)邏輯分析儀的設計與分析賈然王佞(保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北保定071000)摘要:邏輯分析儀是用于分析數字系統的邏輯關(guān)系和計算機軟硬件強有力的工具,是數據領(lǐng)域測試儀器中最有效、最有代表性的儀器。本系統以可編程邏輯器件(CPLD)為控制核心,VHDL語(yǔ)言為設計工具,利用CPLD邏輯性強的優(yōu)勢,綜合CPLD.常規數字和模擬電路技術(shù)完成信號源和邏輯分析儀?？梢詫?shí)現始端觸發(fā)和終端觸發(fā),并可根據觸發(fā)方式分別顯示觸發(fā)前、后所保存的邏輯狀態(tài),并顯示觸發(fā)點(diǎn)位置和時(shí)間標志線(xiàn)移位與顯示的智能儀器。關(guān)鍵詞:邏輯分析儀;CPLD;VHDL1邏輯分析儀的組成儲響應法將所需的預置邏輯信號存人CPLD內本系統主要應用的現場(chǎng)都是交流電，因此邏輯分析儀一般由四部分組成:觸發(fā)識部存儲器中， 利用狀態(tài)機模塊使其輸出八路循我們需 要把220V交流電轉換為直流電壓12V別,數據獲取數據存貯、數據顯示。數字系統產(chǎn)環(huán)移位邏輯信號。EPM7128 外部采用40MIHz晶和 5V輸出。常用的三端固定集成穩壓器生的數據流往往是很長(cháng)的，為了捕獲和顯示感振， 經(jīng)過(guò)內部分頻器分頻實(shí)現100Hz脈沖輸LM7805 .7812.7912。此外還需要相應的數字信興趣的內容，首先要有觸發(fā)識別電路去尋找觸出。 分頻比為40MH/100Hz=4x 105。號發(fā)生器電路和信號采集電路，可分別使用發(fā)字或觸發(fā)事件。一旦找到,就產(chǎn)生觸發(fā)信號去3.2邏輯分析儀模塊EPM7128SLC84-15和X9511W型數字式電位控制存貯和顯示,觸發(fā)信號也可以由外部輸人。以10萬(wàn)門(mén)的復雜可編程邏輯器件CPLD器等器件實(shí)現。為了獲取多路數據,邏輯分析儀都具有多(EP1000QC208- 3)為核心,把8路信號實(shí)時(shí)本系統由兩塊CPLD作為控制核心，數字路數據采集探頭，各路輸人信號與設定的門(mén)限存入 CPLD片內先人先出的存儲緩存區，當緩信號發(fā)生器模塊由 CP輸入40MIHz時(shí)鐘，將8電平進(jìn)行比較，判為0.1兩種狀態(tài)后存入輸入存區滿(mǎn)后,新的數據將覆蓋舊的數據。通過(guò)邏輯路預置字 sig輸人SIC模塊,得到時(shí)鐘信號和8寄存器。邏輯分析儀的數據采集是在時(shí)鐘作用控制模塊分別設置單 、三級觸發(fā)字,選擇單級、路循環(huán)移位 邏輯信號序列(Qr-Q)。邏輯分析儀下按節拍進(jìn)行的。視用途不同,時(shí)鐘信號可以由三級觸發(fā)方式。 根據選擇的觸發(fā)方式,CPLD片邏 輯分析儀以ALTERA公司10萬(wàn)門(mén)的外部輸人，也可由邏輯分析儀內的內時(shí)鐘發(fā)生內存 儲縵存區的數據與觸發(fā)字相比較。當兩者EPIK100QC208-3 為核心完成設計功能,用器產(chǎn)生。完全相同時(shí),把存儲緩沖區的八路每路90bit邏VHDL 語(yǔ)言編程。2示波器的波形顯示原理輯信號存入CPLD內部的FIFO RAM存儲器參考文獻2.1 Y偏轉板中。再經(jīng)顯示模塊取出送示波器進(jìn)行顯示。否[1]盧 毅,賴(lài)杰.VHDL與數字電路設計[M.北京:如果將示波器顯示屏比作圖畫(huà)的紙,那么則， 觸發(fā)字將繼續與8路信號進(jìn)行比較,直到兩科學(xué) 出版社,2002.由X.Y偏轉板構成的偏轉系統就相當于握筆者完全相等為止。[2]康華光,陳大欽電子技術(shù)基礎[M].北京:高等的手。X.Y偏轉板的控制有如下情況:3.3顯示模塊教育出版社,2001.如果兩對偏轉板上都不加任何電壓,則亮在本系統設計中Ty采用64KHz輸出32 (3] 王振紅.VHDL數字電路設計與應用實(shí)踐教點(diǎn)出現在中心位置,不產(chǎn)生任何偏移;如果在Y位邏輯信號 .既T.需產(chǎn)生同步信號為2KHzo根程[M].北京 :機械工業(yè)出版社,2003.偏轉板上加- -個(gè)隨時(shí)間變化的8路邏輯信號，據 示波器的顯示原理.當x軸掃描完九次后停[4]在 FLEXI0K器件中實(shí)現RAM功能[J.電子而在x偏轉板上不加電壓即u,=0.則電子柬受止輸出,同時(shí),在 Y軸上加一一個(gè)鋸齒波信號。這工程專(zhuān) 輯,1998.Y偏轉板電場(chǎng)力控制在垂直方向上隨被測信號樣配合后 ,在術(shù)波器上出現- -條時(shí)間標志線(xiàn),只[5]候伯亨 ,顧新.VHDL硬件描迷語(yǔ)言與敷字邏的變化而偏轉,其亮點(diǎn)軌跡是一條直線(xiàn);如果要改變 X軸的電壓值,則時(shí)間標志線(xiàn)可左右移輯電路設計[M).西安:西安電子科技大學(xué) 出版將Y.X偏轉板信號對換,使u,=0,其亮點(diǎn)軌跡動(dòng)。 欲對8個(gè)被測輸人通道同時(shí)進(jìn)行測試,必須社,1997.為- -條水平線(xiàn);為了真實(shí)的顯示y的波形,必能夠顯示 8條水平掃描線(xiàn),因此在Y軸迭加一作者簡(jiǎn)介:賈然(1980,10-),河北保定人，須在Y偏轉板加u,信號的同時(shí),在X偏轉板上個(gè) 8階梯電位,控制各被測通道位置,從上到下本科畢業(yè),學(xué)士學(xué)位,保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,機電加一個(gè)隨時(shí)間線(xiàn)性變化的電壓才行，此電壓采為 Qo- Q;X鈾輸人疊加16階梯電位，則每個(gè)工程系 .助教。用鍋齒波電壓。電子束在y,和u,的共同作用數據通道在每個(gè)水平方向上顯示 16個(gè)狀態(tài)。這王任(1980,4-),河北保定人,本科畢業(yè),學(xué)下,熒光屏上就可以顯示出y的波形。樣，在示波器的屏幕上就可以出現幾個(gè)被測輸士學(xué)位,保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,機電工程系 ,助教。人通道的邏輯時(shí)間狀態(tài)波形。理想的鋸齒波電壓是隨時(shí)間線(xiàn)性變化的，4硬件與軟件即u,=Kl;K1為常數，是電壓隨時(shí)間變化的速度。若將此ux電壓加在X偏轉板上,熒光屏上的亮點(diǎn)在水平方向作等速移動(dòng)距離x正比于時(shí)間I,K為比例系數即亮點(diǎn)移動(dòng)速度。這樣,X軸就變成了時(shí)間軸,稱(chēng)此為“時(shí)間基線(xiàn)”。當u,電壓達到最大值U。時(shí)，亮點(diǎn)偏移最大,然后從該點(diǎn)迅速返回起始點(diǎn),再開(kāi)始第二次周期的變化。如此反復,在熒光屏上顯示一條水平亮線(xiàn)。3總體方案本系統采用可編程邏輯器件實(shí)現,全部控制電路由兩片Aten公司的CPLD實(shí)現，系統總體分兩大模塊:數字信號發(fā)生器模塊(用來(lái)調試)和邏輯分析儀模塊。中國煤化工3.1數字信號發(fā)生器在這里采用復雜可編程邏輯器件(CPLD)YHCNMHG型號為EPM7128SLC84-15(2500門(mén)),根據存責任編輯:周寶軍-10-