逻辑分析仪的设计与分析

科技信息技|术|广|场逻辑分析仪的设计与分析贾然王佞(保定职业技术学院,河北保定071000)摘要:逻辑分析仪是用于分析数字系统的逻辑关系和计算机软硬件强有力的工具,是数据领域测试仪器中最有效、最有代表性的仪器。本系統以可编程逻辑器件(CPLD)为控制核心,VHDL语言为设计工具,利用CPLD逻辑性强的优势,综合CPLD.常规数字和模拟电路技术完成信号源和逻辑分析仪。可以实现始端触发和终端触发,并可根据触发方式分别显示触发前、后所保存的逻辑状态,并显示触发点位置和时间标志线移位与显示的智能仪器。关键词:逻辑分析仪;CPLD;VHDL1逻辑分析仪的组成储响应法将所需的预置逻辑信号存人CPLD内本系统主要应用的现场都是交流电，因此逻辑分析仪一般由四部分组成:触发识部存储器中， 利用状态机模块使其输出八路循我们需 要把220V交流电转换为直流电压12V别,数据获取数据存贮、数据显示。数字系统产环移位逻辑信号。EPM7128 外部采用40MIHz晶和 5V输出。常用的三端固定集成稳压器生的数据流往往是很长的，为了捕获和显示感振， 经过内部分频器分频实现100Hz脉冲输LM7805 .7812.7912。此外还需要相应的数字信兴趣的内容，首先要有触发识别电路去寻找触出。 分频比为40MH/100Hz=4x 105。号发生器电路和信号采集电路，可分别使用发字或触发事件。一旦找到,就产生触发信号去3.2逻辑分析仪模块EPM7128SLC84-15和X9511W型数字式电位控制存贮和显示,触发信号也可以由外部输人。以10万门的复杂可编程逻辑器件CPLD器等器件实现。为了获取多路数据,逻辑分析仪都具有多(EP1000QC208- 3)为核心,把8路信号实时本系统由两块CPLD作为控制核心，数字路数据采集探头，各路输人信号与设定的门限存入 CPLD片内先人先出的存储缓存区，当缓信号发生器模块由 CP输入40MIHz时钟，将8电平进行比较，判为0.1两种状态后存入输入存区满后,新的数据将覆盖旧的数据。通过逻辑路预置字 sig输人SIC模块,得到时钟信号和8寄存器。逻辑分析仪的数据采集是在时钟作用控制模块分別设置单 、三级触发字,选择单级、路循环移位 逻辑信号序列(Qr-Q)。逻辑分析仪下按节拍进行的。视用途不同,时钟信号可以由三级触发方式。 根据选择的触发方式,CPLD片逻 辑分析仪以ALTERA公司10万门的外部输人，也可由逻辑分析仪内的内时钟发生内存 储縵存区的数据与触发字相比较。当两者EPIK100QC208-3 为核心完成设计功能,用器产生。完全相同时,把存储缓冲区的八路每路90bit逻VHDL 语言编程。2示波器的波形显示原理辑信号存入CPLD内部的FIFO RAM存储器参考文献2.1 Y偏转板中。再经显示模块取出送示波器进行显示。否[1]卢 毅,赖杰.VHDL与数字电路设计[M.北京:如果将示波器显示屏比作图画的纸,那么则， 触发字将继续与8路信号进行比较,直到两科学 出版社,2002.由X.Y偏转板构成的偏转系统就相当于握笔者完全相等为止。[2]康华光,陈大钦电子技术基础[M].北京:高等的手。X.Y偏转板的控制有如下情况:3.3显示模块教育出版社,2001.如果两对偏转板上都不加任何电压,则亮在本系统设计中Ty采用64KHz输出32 (3] 王振红.VHDL数字电路设计与应用实践教点出现在中心位置,不产生任何偏移;如果在Y位逻辑信号 .既T.需产生同步信号为2KHzo根程[M].北京 :机械工业出版社,2003.偏转板上加- -个随时间变化的8路逻辑信号，据 示波器的显示原理.当x轴扫描完九次后停[4]在 FLEXI0K器件中实现RAM功能[J.电子而在x偏转板上不加电压即u,=0.则电子柬受止输出,同时,在 Y轴上加一一个锯齿波信号。这工程专 辑,1998.Y偏转板电场力控制在垂直方向上随被测信号样配合后 ,在术波器上出现- -条时间标志线,只[5]候伯亨 ,顾新.VHDL硬件描迷语言与敷字逻的变化而偏转,其亮点轨迹是一条直线;如果要改变 X轴的电压值,则时间标志线可左右移辑电路设计[M).西安:西安电子科技大学 出版将Y.X偏转板信号对换,使u,=0,其亮点轨迹动。 欲对8个被测输人通道同时进行测试,必须社,1997.为- -条水平线;为了真实的显示y的波形,必能够显示 8条水平扫描线,因此在Y轴迭加一作者简介:贾然(1980,10-),河北保定人，须在Y偏转板加u,信号的同时,在X偏转板上个 8阶梯电位,控制各被测通道位置,从上到下本科毕业,学士学位,保定职业技术学院,机电加一个随时间线性变化的电压才行，此电压采为 Qo- Q;X铀输人叠加16阶梯电位，则每个工程系 .助教。用锅齿波电压。电子束在y,和u,的共同作用数据通道在每个水平方向上显示 16个状态。这王任(1980,4-),河北保定人,本科毕业,学下,荧光屏上就可以显示出y的波形。样，在示波器的屏幕上就可以出现几个被测输士学位,保定职业技术学院,机电工程系 ,助教。人通道的逻辑时间状态波形。理想的锯齿波电压是随时间线性变化的，4硬件与软件即u,=Kl;K1为常数，是电压随时间变化的速度。若将此ux电压加在X偏转板上,荧光屏上的亮点在水平方向作等速移动距离x正比于时间I,K为比例系数即亮点移动速度。这样,X轴就变成了时间轴,称此为“时间基线”。当u,电压达到最大值U。时，亮点偏移最大,然后从该点迅速返回起始点,再开始第二次周期的变化。如此反复,在荧光屏上显示一条水平亮线。3总体方案本系统采用可编程逻辑器件实现,全部控制电路由两片Aten公司的CPLD实现，系统总体分两大模块:数字信号发生器模块(用来调试)和逻辑分析仪模块。中国煤化工3.1数字信号发生器在这里采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)YHCNMHG型号为EPM7128SLC84-15(2500门),根据存责任编辑:周宝军-10-