本篇教你該如何使用邏輯分析儀


邏輯分析儀是分析數字系統邏輯關(guān)系的儀器。邏輯分析儀是屬于數據域測試儀器中的一種總線(xiàn)分析儀,即以總線(xiàn)(多線(xiàn))概念為基礎,同時(shí)對多條數據線(xiàn)上的數據流進(jìn)行觀(guān)察和測試的儀器,這種儀器對復雜的數字系統的測試和分析十分有效。
邏輯分析儀是利用時(shí)鐘從測試設備上采集和顯示數字信號的儀器,最主要作用在于時(shí)序判定。由于邏輯分析儀不像示波器那樣有許多電壓等級,通常只顯示兩個(gè)電壓(邏輯1和0),因此設定了參考電壓后,邏輯分析儀將被測信號通過(guò)比較器進(jìn)行判定,高于參考電壓者為High,低于參考電壓者為L(cháng)ow,在High與 Low之間形成數字波形。
邏輯分析儀的使用方法如下:
單片機開(kāi)發(fā)工程師和電子愛(ài)好者,每天都要和各種各樣的數字電路打交道。在制作調試電路時(shí)除了使用萬(wàn)用表、示波器等工具,邏輯分析儀也是不可少的。
邏輯分析儀是利用時(shí)鐘從測試設備上采集和顯示數字信號的儀器,最主要的作用在于時(shí)序判定。邏輯分析儀與示波器不同,它不能顯示連續的模擬量波形,而只顯示高低兩種電平狀態(tài)(邏輯1和0)。
在設置了參考電壓后,邏輯分析儀將采集到的信號與電壓比較器比較,高于參考電壓的為邏輯1,低于參考電壓的為邏輯 0。這樣就可以將被測信號以時(shí)間順序顯示為連續的高低電平波形,便于使用者進(jìn)行分析和調試。使用邏輯分析儀,可以方便地設置信號觸發(fā)條件開(kāi)始采樣,分析多路信號的時(shí)序,捕獲信號的干擾毛刺,也可以按照規則對電平序列進(jìn)行解碼,完成通信協(xié)議分析。
邏輯分析儀根據其硬件設備的功能和復雜程度,主要分為獨立式(單機型)邏輯分析儀和基于電腦(PC-Base)的虛擬邏輯分析儀兩大類(lèi)。
獨立式邏輯分析儀是將所有的軟件,硬件整合在一臺儀器中,使用方便。虛擬邏輯分析儀則需要結合電腦使用,利用PC強大的計算和顯示功能,完成數據處理和顯示等工作。
專(zhuān)業(yè)邏輯分析儀,通常具有數量眾多的采樣通道,超快的采樣速度和大容量的存儲深度,但昂貴的價(jià)格也不是個(gè)人所能承受的。作為工程師手頭常備的開(kāi)發(fā)工具,目前有許多入門(mén)級的邏輯分析儀設計,整體功能雖然不能和專(zhuān)業(yè)高檔儀器相比,但是用較低的成本來(lái)實(shí)現特定的功能,也是非常成功的設計。本文以下討論的邏輯分析儀,主要是指這類(lèi)入門(mén)級設計。
基于電腦并口的邏輯分析儀曾是主流,但是近年來(lái)電腦系統逐步不再配置并口,這類(lèi)設計已經(jīng)成為明日黃花,僅僅還具有原理學(xué)習的價(jià)值。
另一類(lèi)的邏輯分析儀,是以低速單片機為基礎的。很多愛(ài)好者用PIC、AVR等常見(jiàn)單片機設計了自己的作品。但這類(lèi)單片機邏輯分析儀的共同弱點(diǎn)就是采樣速度太慢,通常不超過(guò)1MHz。
以USB IO芯片為基礎的入門(mén)級邏輯分析儀現在流行。還有類(lèi)似的USBee等。這類(lèi)產(chǎn)品主要采用一個(gè)USB IO芯片,所有的信號觸發(fā)和處理工作都是電腦上的軟件完成的,硬件部分就只是一個(gè)數據記錄儀。最高采樣速度為24MHz。它們可以“無(wú)限數量”地采樣,因為所有的數據都是存儲在電腦里的。
目前一般最多是8個(gè)通道,更多的通道數量會(huì )成比例地降低最高采樣速度。這類(lèi)產(chǎn)品構造簡(jiǎn)單,方便易用,價(jià)格便宜,是調試單片機開(kāi)發(fā)工作的好工具。