科技信息技|術(shù)|廣|場邏輯分析儀的設(shè)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(shù)字系統(tǒng)的邏輯關(guān)系和計算機(jī)軟硬件強(qiáng)有力的工具,是數(shù)據(jù)領(lǐng)域測試儀器中最有效、最有代表性的儀器。本系統(tǒng)以可編程邏輯器件(CPLD)為控制核心,VHDL語言為設(shè)計工具,利用CPLD邏輯性強(qiáng)的優(yōu)勢,綜合CPLD.常規(guī)數(shù)字和模擬電路技術(shù)完成信號源和邏輯分析儀?？梢詫崿F(xiàn)始端觸發(fā)和終端觸發(fā),并可根據(jù)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)點位置和時間標(biāo)志線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(yīng)法將所需的預(yù)置邏輯信號存人CPLD內(nèi)本系統(tǒng)主要應(yīng)用的現(xiàn)場都是交流電，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(jī)模塊使其輸出八路循我們需 要把220V交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓12V別,數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)顯示。數(shù)字系統(tǒng)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(wěn)壓器生的數(shù)據(jù)流往往是很長的，為了捕獲和顯示感振， 經(jīng)過內(nèi)部分頻器分頻實現(xiàn)100Hz脈沖輸LM7805 .7812.7912。此外還需要相應(yīng)的數(shù)字信興趣的內(nèi)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(shù)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10萬門的復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD器等器件實現(xiàn)。為了獲取多路數(shù)據(jù),邏輯分析儀都具有多(EP1000QC208- 3)為核心,把8路信號實時本系統(tǒng)由兩塊CPLD作為控制核心，數(shù)字路數(shù)據(jù)采集探頭，各路輸人信號與設(shè)定的門限存入 CPLD片內(nèi)先人先出的存儲緩存區(qū)，當(dāng)緩信號發(fā)生器模塊由 CP輸入40MIHz時鐘，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(qū)滿后,新的數(shù)據(jù)將覆蓋舊的數(shù)據(jù)。通過邏輯路預(yù)置字 sig輸人SIC模塊,得到時鐘信號和8寄存器。邏輯分析儀的數(shù)據(jù)采集是在時鐘作用控制模塊分別設(shè)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(jié)拍進(jìn)行的。視用途不同,時鐘信號可以由三級觸發(fā)方式。 根據(jù)選擇的觸發(fā)方式,CPLD片邏 輯分析儀以ALTERA公司10萬門的外部輸人，也可由邏輯分析儀內(nèi)的內(nèi)時鐘發(fā)生內(nèi)存 儲縵存區(qū)的數(shù)據(jù)與觸發(fā)字相比較。當(dāng)兩者EPIK100QC208-3 為核心完成設(shè)計功能,用器產(chǎn)生。完全相同時,把存儲緩沖區(qū)的八路每路90bit邏VHDL 語言編程。2示波器的波形顯示原理輯信號存入CPLD內(nèi)部的FIFO RAM存儲器參考文獻(xiàn)2.1 Y偏轉(zhuǎn)板中。再經(jīng)顯示模塊取出送示波器進(jìn)行顯示。否[1]盧 毅,賴杰.VHDL與數(shù)字電路設(shè)計[M.北京:如果將示波器顯示屏比作圖畫的紙,那么則， 觸發(fā)字將繼續(xù)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(zhuǎn)板構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)就相當(dāng)于握筆者完全相等為止。[2]康華光,陳大欽電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等的手。X.Y偏轉(zhuǎn)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(zhuǎn)板上都不加任何電壓,則亮在本系統(tǒng)設(shè)計中Ty采用64KHz輸出32 (3] 王振紅.VHDL數(shù)字電路設(shè)計與應(yīng)用實踐教點出現(xiàn)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(jī)械工業(yè)出版社,2003.偏轉(zhuǎn)板上加- -個隨時間變化的8路邏輯信號，據(jù) 示波器的顯示原理.當(dāng)x軸掃描完九次后停[4]在 FLEXI0K器件中實現(xiàn)RAM功能[J.電子而在x偏轉(zhuǎn)板上不加電壓即u,=0.則電子柬受止輸出,同時,在 Y軸上加一一個鋸齒波信號。這工程專 輯,1998.Y偏轉(zhuǎn)板電場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(xiàn)- -條時間標(biāo)志線,只[5]候伯亨 ,顧新.VHDL硬件描迷語言與敷字邏的變化而偏轉(zhuǎn),其亮點軌跡是一條直線;如果要改變 X軸的電壓值,則時間標(biāo)志線可左右移輯電路設(shè)計[M).西安:西安電子科技大學(xué) 出版將Y.X偏轉(zhuǎn)板信號對換,使u,=0,其亮點軌跡動。 欲對8個被測輸人通道同時進(jìn)行測試,必須社,1997.為- -條水平線;為了真實的顯示y的波形,必能夠顯示 8條水平掃描線,因此在Y軸迭加一作者簡介:賈然(1980,10-),河北保定人，須在Y偏轉(zhuǎn)板加u,信號的同時,在X偏轉(zhuǎn)板上個 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(jī)電加一個隨時間線性變化的電壓才行，此電壓采為 Qo- Q;X鈾輸人疊加16階梯電位，則每個工程系 .助教。用鍋齒波電壓。電子束在y,和u,的共同作用數(shù)據(jù)通道在每個水平方向上顯示 16個狀態(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(xiàn)幾個被測輸士學(xué)位,保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院,機(jī)電工程系 ,助教。人通道的邏輯時間狀態(tài)波形。理想的鋸齒波電壓是隨時間線性變化的，4硬件與軟件即u,=Kl;K1為常數(shù)，是電壓隨時間變化的速度。若將此ux電壓加在X偏轉(zhuǎn)板上,熒光屏上的亮點在水平方向作等速移動距離x正比于時間I,K為比例系數(shù)即亮點移動速度。這樣,X軸就變成了時間軸,稱此為“時間基線”。當(dāng)u,電壓達(dá)到最大值U。時，亮點偏移最大,然后從該點迅速返回起始點,再開始第二次周期的變化。如此反復(fù),在熒光屏上顯示一條水平亮線。3總體方案本系統(tǒng)采用可編程邏輯器件實現(xiàn),全部控制電路由兩片Aten公司的CPLD實現(xiàn)，系統(tǒng)總體分兩大模塊:數(shù)字信號發(fā)生器模塊(用來調(diào)試)和邏輯分析儀模塊。中國煤化工3.1數(shù)字信號發(fā)生器在這里采用復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)YHCNMHG型號為EPM7128SLC84-15(2500門),根據(jù)存責(zé)任編輯:周寶軍-10-