基于单片机的简易逻辑分析仪论文(经典)
基于51单片机的简易逻辑分析仪设计
本科生毕业设计报告学院物理与电子工程学院专业电子信息工程设计题目：基于51单片机的简易逻辑分析仪设计学生姓名指导教师（姓名及职称）班级学号完成日期：年月基于51单片机的简易逻辑分析仪设计物理与电子工程学院电子信息工程[摘要]本设计完成了一种能进行数字电路中多路数据测试的简易逻辑分析仪。
它以51单片机控制核心，数模转换器为逻辑信号门限电平控制电路，用按键和 12864LCD作为人机交互界面，采用C51进行模块化编程，实现了四路信号的测试，具有成本低，使用方便等特点。
[关键词]数字电路单片机数模转换器逻辑分析仪1 设计任务与要求本设计的主要任务及参数指标是：数据位数4位，存储深度80字；数据速率最高1kHz；输入阻抗大于50kΩ；逻辑信号门限电平在1.0V～4.0V 范围内按8级任意设定。
2 设计方案本系统采用51单片机为控制核心，系统由单片机系统、逻辑电平控制、按键、LCD显示、系统电源等模块构成。
被测数据输入到逻辑电平控制模块，然后进行单片机进行测试，按键用于控制逻辑信号门限电平的大小，系统电源为各模块供电，各模块的供电电压为5V。
图1 系统框图3 设计原理分析3.1 单片机系统电路设计图2 单片机系统电路单片机系统为逻辑分析仪的核心，负责控制逻辑分析仪的逻辑电平、检测按键并驱动LCD 进行显示。
单片机系统电路如图2所示，由晶体振荡器Y1、电容C3和C4构成振荡器电路，为单片机提供时钟信号。
电容C1、电阻R2和R1、按键KEY1构成单片机复位电路，高电平复位，当按键KEY1按下的时间超过2个机器周期以上时，单片机就执行复位操作。
EA 接高电平，单片机首先访问内部程序存储器。
J1为1KΩ的排阻，作为P0口的外部上拉电阻。
在硬件制作时为了方便单片机的测试和功能的扩展，把所有的I/O 口均通过排针引出。
EA/VP 31X119X218RESET 9RD 17WR 16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P 30TXD 11RXD 10U1P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27123456789J11KY112M+5RXD TXDRD WRT0T1INT0INT1C322p FC422p FR28.2KC110u F+512J6CON2KEY1SW2R1100..3.2 人机界面电路设计..图3 按键控制电路按键控制电路如图3所示，用于控制逻辑分析仪的工作状态，如采样率改变、逻辑电平的调整等等，单片机通过检测按键对应的I/O 口是否为低电平来判断按键是否按键，为了防止干扰，应在单片机的按键检测程序中加入延时函数。
基于单片机和EDA技术的逻辑分析仪设计
摘要：本设计采用单片机控制8路逻辑信号电平采集；采用EDA技术设计的CPLD芯片处理逻辑信号，控制点阵扫描和分析结果在示波器上显示；单片机和CPLD间采用中断方式交换数据。
该设计具有1、3级触发方式，触发字位置和浮动时标线显示等功能,以及友好操作界面和波形稳定显示等特点，并拓宽示波器使用功能。
关键字：点阵扫描控制；逻辑分析；CPLD；VHDL编程Thedesignofthelogicalanalysisapparatusofone-chipmicroputerandtheEDA'stechnologybasedingon【Abstract】Thisdesignusestheone-chipmicroputertobecontrolledgatheringoflogicalsignallevelsof8tunnels,UseCPLD' schipofEDA'stechnicaldesigntothelogicsignalprocessingandControlscanningtothelatticesignalandTheresu ltofdisplayanalysisontheoscillograph,Usetheinterruptmodeexchangedatabetweenone-chipmicroputerand CPLD.thisdesignhas1and3gradeofmethodofactivation,triggerwordseatdisplayandtimetobemarkedthreaddi splayetc.meritability，Aswellasfriendlyoperationinterfaceandwaveformstabilizationwhatshowsetc.characteristic,Andwidentheos cillographusemeritability.【Keywords】Thelatticescanningcontrol;Thelogicalanalysis;CPLD;VHDL'sprogramming1引言逻辑分析仪是数字电路调试和信号分析中不可缺少的工具。
基于单片机和FPGA的程控型逻辑分析仪设计与实现
基于单片机和FPGA的程控型逻辑分析仪设计与实现谭联群;胡生亮;付学志【期刊名称】《计算机与数字工程》【年(卷),期】2011(039)007【摘要】For the purpose of meeting electronic equipments' test demand, the design realized one Logic Analyzer with 64 sample channels and 8 trigger levels based on FPGA. Firstly, this paper realized trigger-cell being of complete trigger functions, including state-triggering, edge-triggering, compulsive triggering and marked triggering, then successfully builded trigger-cells array provided with multilevel trigger functions by using shift registers and user-defined data type-structural signal array. Each trigger-cell in array can be programmable controlled, so complex logical triggering conditions are realized in Logic Analyzer. Currently, the logic analyzer is used in the process of certain electronic equipments of auto test.%针对某电子设备的自动测试需求,用单片机和FPGA实现了具有最大64路逻辑采样、8级触发识别功能的逻辑分析仪.首先用Vhdl语言实现了具有状态触发、边沿触发、强制触发和触发屏蔽功能的“触发元”,然后使用移位寄存器和自定义的“结构体信号数组”数据类型成功构建了具有多级触发功能的触发元阵列,阵列中各触发元的触发功能可独立程控,从而实现了复杂的逻辑触发条件和延迟触发功能.用这种设计方法实现的逻辑分析仪已成功应用于该设备的自动测试中.【总页数】5页(P166-170)【作者】谭联群;胡生亮;付学志【作者单位】92323部队青岛266003;海军工程大学电子工程学院武汉430033;海军工程大学电子工程学院武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.基于FPGA的虚拟逻辑分析仪设计与实现 [J], 闾琳;汪道辉2.基于FPGA的程控三相功率源设计与实现 [J], 张羽;杜民;孙存强3.基于 FPGA 的虚拟逻辑分析仪的设计与实现 [J], 王万昭;张鹏云;和志强4.基于FPGA简易逻辑分析仪的设计与实现 [J], 张俊涛;马文博5.基于W78E58单片机与FPGA的程控滤波器设计 [J], 苟军年;张金敏;任丽苗因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于51的简易逻辑分析仪
第３３卷增刊２００８年６月广西大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔＳｃｉＥｄ）Ｖ０１．３３，Ｓｕｐ．Ｊｕｎｅ，２００８文章编号：１００１—７４４５（２００８）增．０１２８—０３基于５１单片机的简易逻辑分析仪江波，叶丽（广西大学电气工程学院，广西南宁５３０００４）摘要：介绍采用ＳＴＣ８９ＬＥ５４单片机控制８路逻辑信号电平采集的简易逻辑分析仪设计．采用ＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４—１５控制系统实现一个数字信号发生器可预置８路信号工作，单片机和ＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４－－１５间采用中断方式交换数据．采集电路以５ｋｂｉｔ每秒的速率同时对８路逻辑信号进行采样．逻辑信号门限电压通过键盘任意设定信号采集的触发等级、触发条件、触发位置由键盘设定．采集存储的８路信号可以同时清晰稳定地在示波器再现．关键词：ＳＴＣ８９ＬＥ５４ＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４；逻辑分析；数字信号发生器中图分类号：ＴＮ７０２文献标识码：ＡＳｉｍｐｌｅｌｏｇｉｃａｎａｌｙｓｅｒｂａｓｅｄｏｎ５１ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐＪＩＡＮＧＢｏ，ＹＥＬｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３０００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｓｉｍｐｌｅｌｏｇｉｃａｎａｌｙｓｅｒｗｈｉｃｈａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆ８ｒｏｕｔｅｓｓｉｇｎａｌｌｅｖｅｌｉｓｃｏｎｔｒｏｌｅｄｔｈｒｏｕｇｈＳＴＣ８９ＬＥ５４ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐ．ＴｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｔｈｒｏｕｇｈＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４－１５ｔｏｒｅａｌｉｚｅｓａｄｉｇｉｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｓｃｈｅｄｕｌｅｄ８ｒｏｕｔｅｓｓｉｇｎａｌ，ｉｔｉｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｕｓｐｅｎｄｅｄｍｅａｎｓｔｏｅｘｃｈａｎｇｅｄａｔａｂｅｔｗｅｅｎｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐａｎｄＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４－１５．５ｋｂｉｔ／ｓｒｅａｌ—ｔｉｍｅｓａｍｐｌｅｒａｔｅｏｆｔｈｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｉＳｆａｃｅｄｔｏｔｈｅ８ｒｏｕｔｅｓｌｏｇｉｃｓｉｇｎａｌｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ．Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖｏｌｔａｇｅｏｆｌｏｇｉｃｓｉｇｎａｌｉｓｓｅｔａｒｂｉｔｒａｒｉｌｙｂｙｋｅｙｂｏｒｄ；ｔｒｉｇｇｅｒｒａｎｋ，ｔｒｉｇｇｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｔｒｉｇｇｅｒｌｏｃａｔｉｏｎａｒｅｓｅｔｂｙｋｅｙｂｏｒｄ．８ｒｏｕｔｅｓｓｉｇｎａｌｓａｍｐｌｅｄａｎｄｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄｃａｎｂｅｒｅｓｈｏｗｅｄｃｌｅａｒｌｙｏｎｔｈｅｏｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅｓｉｎｔｈｅｍｅａｎｔｉｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＴＣ８９ＬＥ５４；ＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４；ｌｏｇｉｃａｎａｌｙｓｅ；ｄｉｇｉｔａｌｗａｖｅｆｏｒｍｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ逻辑分析仪（ＬｏｇｉｃＡｎａｌｙｚｅｒ）是以逻辑信号为分析对象的测量仪器．是一种数据域仪器，其作用相当于时域测量中的示波器．正如在模拟电路错误分析中需要示波器一样，在数字电路故障分析中也需要一种仪器，它适应了数字化技术的要求，是数字逻辑电路的设计、分析及故障诊断工作中不可缺少的工具，在数字电路的研制测试、电子计算机维修、微处理器以及各种集成化数字仪表和装置中均有广泛的用途．逻辑分析仪作为硬件设计中必不可少的检测工具，还可将其引人实验教学中，建立直观感性的印象，提升学生的硬件设计能力，可以全面提高教学质量．在数字电路的调试中，往往要测试多路信号波形，分析其逻辑关系，采用普通示波器时，最多只能测试２路信号波形，若采用市面上的逻辑分析仪，由于其核心部件设计昂贵，投资较高．本文着重讨论基于单片机技术的逻辑分析仪的实现方法．・收稿日期：２００８—０１—２１；修订日期：２００８—０３一１７作者简介：江波（１９８１一），男，广西兴安人，广西大学电气工程学院２００５级硕士研究生增刊江波等：基于５１单片机的简易逻辑分析仪１２９１系统总体结构本系统采用单片机和可编程器件作为数据处理及控制核心，整个系统由一个信号发生器和一个简易逻辑分析仪构成．将设计任务分解为数字信号发生、信号采集存储、信号融合处理、显示、掉电保护等功能模块．图１即为该系统的总体框图．考虑到硬件电路的紧凑性，故将上述模块合理分配连接成以下３个模块：数字信号发生器、单片机控制器、键盘／显示ｊ图１系统总体框图Ｆｉｇ．１Ｔｏｔａｌｓｙｓｔｅｍｆｒａｍｅ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｇｒａｐｈ２系统主要硬件电路设计２．１单片机控制器单片机控制器是整个硬件电路的核心，采用ＳＴＣ８９ＬＥ５４单片机为主控制核心的双ＣＰＵ工作模式．ＳＴＣ８９ＬＥ５４单片机内部含有可重复编程的ＦＬＡＳＨＲＯＭ，可通过串口进行在线编程，在设计调试过程中可十分容易进行程序的在线修改．利用ＡＴ２４Ｃ６４存储器（ＥＥＰＲＯＭ）实现掉电存储功能．从ＣＰＵ系统即以ＡＴ８９Ｓ５２为主的显示键盘模块的控制．数字信号处理主要是Ｄ／Ａ转换器件的选择，我们选用性能优良的ＤＡＣ０８３２作为Ｄ／Ａ变换芯片．该方案的特点是硬件简单，软件实现方便，大大提高了系统的设计性能．由单片ＡＴ８９Ｓ５２控制８个共阳数码管、８个按键构成动态显示模块．由于具有ＲＳ一２３２接口，易于与计算机相连，可以直接利用计算机来作为显示器显示波形．本设计的采样对象是逻辑信号，一般的逻辑电平为５Ｖ，所以在设计中，我们约定被采样信号的电平在０＂５Ｖ之间．而ＳＴＣ８９ＬＥ５４内部的Ａ／Ｄ转换模块所能判别的电平信号为０～３．３Ｖ，我们可以利用其内部的参考电平进行Ａ／Ｄ的测试，参考电平选为ＶＣＣ（３．３Ｖ）．所以，必须要对输入信号进行压缩处理，压缩比为５ｓ３．３．通过预处理的８路信号都是０－－一３．３Ｖ电平信号，刚好适合ＳＴＣ８９ＬＥ５４内部Ａ／Ｄ转换模块采样．由于要对８路信号进行采集，对每路信号的采样速率是总速率的１／８，ＳＴＣ８９ＬＥ５４内部Ａ／Ｄ转换最快可实现２００ｋＨｚ的采样速率．理论可实现最高采样速率为２００ｋＨｚ／８＝２５ｋＨｚ的采样速率．但是由于软件延时等因素．可实现最大采样速率为５ｋＨｚ．为了提高采样速率，对每ＢＩＴ信号，采样一次．为了实现对８路逻辑电路的同步采样，我们采用序列通道单次采样的方式，采样由输入时钟信号进行同步．Ｃｌｏｃｋ采样ｆＩ．ｆＩｆｆ图２同步采样图Ｆｉｇ．２Ｐｈｙｓ．ｓａｍｐｌｉｎｇｇｒａｐｈ每个上升沿到来触发采样，依次对８路信号采样各采样一次．２．２数字信号发生器模块的电路设计与实现采用ＣＰＬＤ实现，使用可编程逻辑器件ＥＰＭ７１２８ｓＬＣ８４完成数字信号发生器的功能．ＡＬＴＥＲＡ的ＥＰＭ７１２８Ｓ系列ＣＰＬＤ是基于第二代ＭＡＸ结构体系地高性能ＥＥＰＲＯＭ结构的ＣＰＬＤ．使用Ｍａｘｐｌｕｓ软件可方便的编制一个十分频器件，得到１００Ｈｚ频率．加上循环移位器，很容易就能实现循环移位序列．这种方案精准、稳定，便于控制，且可编程逻辑器件应用日益广泛，是高新电子技术发展的必备元器件．采用可编程器件提高了设计效率，并使系统更稳定，调试更方便．其电路框图如图３所示：图中的时钟产生电路由有源晶振提供，控制和预置电路和指示电路由拨码开关和发光二极管电路实现，信号序列产生电路由ＣＰＬＤ器件ＥＰＭ７１２８ＳＬＣ８４来实现。
简易逻辑分析仪的设计与实现
．
Ｔｈ ｅ ｕ ｔｏ ｓｉ ｇ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｇ ｉ ｙ ｔ ｍ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ａ ａｙ ｅ ａ ｉｐ ａ ｌ ａ ｎ ｅ ｒ ｓ ｌ ｆｔ ｔｎ ｎ ｎ ｌ ｚｎ ｔ ｓ ｓｅ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｈ ｗｓｔ ａ ｈ ｎ ｌｚ ｒｃ ｎ ｄ ｓ ｌｙ ｃｅ ｒａ ｄ ｅ ｓ
行 采集存储 ， 制 Ｄ Ａ转换进 行波 形输 出与显示 。 控 ／ （ ） 字信 号发生 器模 块 ２数
该模块 由 ５ ５定 时器 和 移 位 寄存 器 ７ Ｌ ９ ５ ４ Ｓ ５组 成 。将 ５ ５定时器 接成 多谐 振荡器产 生矩 形波作 为 ５
选通各个通道 ， 通过软件控制对 ８ 路信号实现采集 。 信号采集之前 ， Ｌ ３４接成 电压跟随器， 将 Ｍ２ 提高输 入 阻 抗 ， 输 入 阻 抗 大 于 ５ｋ 简 化 了 硬 件 的 使 ０Ｏ，
ｓａ ｌ ｖ ｆＩＩ ． ｔｂ ｅ ｗａ ｅｏＴ Ｓ １
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ＡＴ ９Ｓ ｓｎ ｌ ｈ ｐ； ｓｍ ｐ ｅ ｌｇｃ ａ ａｙ ｅ ；ｅ ｇ ｔｓｇ ａ ｈ ｎ ｅ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ８ ５１ ｉ ｇｅ ｃ ｉ ｉ ｌ ｏ ｉ ｎ ｌ ｚ ｒ ｉｈ ｉｎ ｌｃ ａ ｎ ｌ
移位寄 存器 的时钟 信 号 ， 过移 位 产生 符 合 实 际要 通 求 的逻 辑 序 列 信 号 。８位 拨 码 开 关 可 以 预 置 初 始
状态。
号逻辑 分析 的功能 。系统整体 主要分 数字 信号 发生
器、 采集 与存 储 、 ／ Ｄ Ａ转 换 、 波 器 Ｘ— 示 Ｙ通 道 的控 制、 晶 显 示 等 模 块。其 系 统 整 体 框 图 如 图 １ 液
ａｅ ｅ ｔ ｆｃ ， ｈ ｎ ｏ ｇＵ ｉ ｒｔ ， ｉａ ２ ４ ０ ， ｈｎ ） ｇｍ ｎ Ｏｆ ｅ Ｓ ａ ｄ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｗｅ ｉ ６ ２ ９ Ｃ ｉ ｉ ｅｉ ｈ ａ
基于单片机的简易逻辑分析仪
毕业设计（论文）题目：基于单片机的简易逻辑分析仪专业：电气化班级：3102班姓名：李如鹏学号：100130215指导教师：陈洪军2012 年3月25 日吉林铁道职业技术学院毕业设计(论文)成绩评议摘要逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备，它可以检测硬件电路工作是的逻辑电平，并加以储存，用图形的方法直观的表现出来，一般的逻辑分析仪可以同时进行多个通道的分析，便于用户检查和分析电路中的错误，逻辑分析是电路设计中不可缺少的仪器，通过它可以迅速定位错误，解决问题达到事半功倍的效果。
关键词逻辑分析分析检查定位错误基于单片机的简易逻辑分析仪目录第一章引言 (1)1.1系统概述 (1)1.1.1 系统的特点 (1)1.1.2 系统的功能 (2)1.1.3逻辑分析仪分类 (2)1.1.4逻辑分析仪的工作原理 (3)1.1.5何时需要使用逻辑分析仪 (3)第二章系统主要硬件电路设计 (4)2.1 系统结构框图 (4)2.2 主体控制模块 (4)2.3．系统硬件的总体实现 (6)2.3.1数字信号发生器模块的电路设计与实现 (6)2.3.2主控系统模块的电路设计与实现 (7)2.3.3 LED显示模块的电路设计与实现 (9)2.3.4 硬件的抗干扰措施 (11)第三章软件设计 (12)3.1 系统软件流程 (12)3.2 中断服务子程序 (14)3.3 AT24C04程序设计 (15)结束语 (18)参考文献 (19)第一章引言信息时代是数字化的时代，数字技术的高速发展，出现了以高性能计算机为核心的数字通信、数字测量的数字系统。
在研究这些数字系统产品的应用性能的同时也必须研究在设计、生产和维修他们的过程中，如何验证数字电路设计的合理性、如何协调硬件及其驱动应用软件的工作、如何测量其技术指标以及如何评价其性能。
逻辑分析仪的出现，为解决这些问题提供了可能。
随着数字系统复杂程序的增加，尤其是微处理器的高速发展，用示波器测试己显得有些无能为力。
巧用逻辑分析仪助力单片机开发
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。
将鼠标放在波形上，连续点击 左键，实现zoom in功能。见图8。在 UBottom的下降沿和UTop的上升沿放置 标记线，在右下角的显示框中，可以 看到T2-T1=2.25μs，这就是先关断后 打开的时间差，专业上称为“死区时
间”（Deadtime）。另外，还可以看到 PWM的宽度45.5μs，周期66.6μs，占 空比31.6%，频率15.0376kHz等信息。 这就是一个典型的三相电机变频器的 SVPWM波形。
4. 按“Start”按钮，开始采样。
数据分析
采样结束后，可以看到波形，见 图2。由于我们设置了是I2C分析，因此 不光显示出波形，还有根据I2C协议解 码显示的字节内容。单片机对AT24C16 进行写入操作，在0x00地址处写入 10000等数字。波形起始是“start” 信号，然后依次是AT24C16的标识 0xA2，写入地址0x00，数据0x10， 0x27等。由于写入以字节为单位，因 此0x2710 = 10000，表明采样成功。
3. 设置触发条件，默认“----”就 可以了。
4. 按“start”按钮，开始采样。
数据分析 采样结束后，可以看到波形，见
图6。典型的三相电机驱动PWM是互补 型的，即一组信号的上下两个波形的 状态是相反的，分别控制这组桥臂上
图7 典型的三相电机驱动电路
图5
图6
图8
下两个开关管的状态，避免同时导通 造成短路，见图7。
简易逻辑分析仪
简易逻辑分析仪本设计采用单片机（89C51）和可编程逻辑器件作为系统的控制核心。
设计采用了模块化的设计思想，包括数字信号发生器、采样保持电路、逻辑信号门限电压比较、信号采集与存储、示波器X-Y通道控制、触发点与时间标志线控制、D/A转换、液晶显示、控制面板等功能模块。
数字信号发生器由单片机读取8个外部开关状态，经循环移位输出。
单片机检测8通道输入，在满足触发条件时，进行一次采样和存储，输入经采样保持器LF398，既可以满足对8路信号的A/D转换为同一时刻的数据，又可以提高输入阻抗。
CPLD一方面控制存储器里的数据输出，经DAC0800转换为模拟电压后作为示波器的Y通道输入；另一方面由CPLD产生8位的循环递增数字信号，经DAC0800转换为模拟电压后，其电压波形为锯齿波，将它作为示波器的X通道输入。
存储器采用双口RAM（IDT7132），这样可较简单的实现单片机与CPLD之间的通信。
整个系统较好的实现了题目的要求，达到了较高的性能指标。
一、设计思路与论证1、数字信号发生器模块方案一：采用74LS199产生8路数字信号。
74LS199是具有串行/并行输入及并行/串行输出的8位移位寄存器。
但此方案控制复杂，且需频率为100Hz的时钟，不易采用。
方案二：采用单片机编程实现序列信号发生器。
通过8路拨段开关来设定要产生的序列信号，单片机读取这8路信号，经过处理，产生循环移位序列，且单片机定时精确。
此方案简单可行。
故我们采用了方案二。
2、 8位输入、触发电路方案一：采用8片模数转换器同时对8路信号进行采集，然后将采集到的数据用单片机与转换成数字量的逻辑门限电压进行比较以决定其逻辑。
但需要的AD芯片较多，不宜采用。
方案二：将8路输入信号先用采样保持器LF398进行保持，以保证A/D转换的8路数据为同一时刻的数据，然后使用8通道A/D转换器ADC0809顺序采集保持在LF398中的数据，并用单片机判断其逻辑。
逻辑门限电压由键盘输入给单片机，实现题目要求的16级门限变化。
简易逻辑分析仪设计(DOC)
辽宁工业大学电子综合设计与制作课程设计（论文）题目：简易逻辑分析仪院（系）：电子与信息工程学院专业班级：电子081学号： 080404009学生姓名：东宇指导教师：（签字）起止时间：2011.12.26—2012.01.06课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号 080404009学生姓名 东宇 专业班级 电子081 课程设计题目简易逻辑分析仪课程设计（论文）任务 任务和要求：设计并制作一个8路数字信号发生器与简易逻辑分析仪。
（1）制作数字信号发生器能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL 电平，序列时钟频率为100Hz ，并能够重复输出。
（2）制作简易逻辑分析仪 a ．具有采集8路逻辑信号的功能，并可设置单级触发字。
信号采集的触发条件为各路被测信号电平与触发字所设定的逻辑状态相同。
在满足触发条件时，能对被测信号进行一次采集、存储。
b ．能利用模拟示波器清晰稳定地显示所采集到的8路信号波形，并显示触发点位置。
c ．8位输入电路的输入阻抗大于50k Ω，其逻辑信号门限电压可在0.25~4V 范围内按16级变化，以适应各种输入信号的逻辑电平。
d ．每通道的存储深度为20bit 。
进度计划1、布置任务，查阅资料，理解掌握系统的控制要求。
（1天）2、设计简易逻辑分析仪的系统接线图。
（2天）3、建立简易逻辑分析仪的框图。
（2天）4、绘制框图。
（2天）5、对系统进行仿真，确定PID 控制参数，分析系统性能。
（2天）6、撰写、打印设计说明书（1天） 指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字：学生签字年 月 日摘要本系统的设计电路由8位数字信号发生器电路、数据采集电路、功能控制系统、显示电路四部分构成。
8位数字信号发生器电路：由单片机、液晶、按键等元器件组成，可以产生8路循环移位逻辑信号序列，并能设定、调节并显示预置值。
毕业论文--逻辑分析仪的设计
逻辑分析仪的设计作者姓名：王晓练专业名称：电子信息科学与技术指导教师：李兰英讲师摘要逻辑分析仪用于涉及大量信号或复杂的触发器要求的数字测量，但是以往的独立式逻辑分析仪不仅结构复杂，而且价格昂贵。
文章介绍了一种基于单片机的逻辑分析仪，阐述了逻辑分析仪的硬件电路设计和软件设计部分。
通过本次设计实践证明该逻辑分析仪不仅结构简单、成本较低，而且具有通道数量多、捕获速度快、性能稳定等特点。
本系统的设计电路由8位数字信号发生器电路、数据采集电路、功能控制系统、显示电路四部分构成。
8位数字信号发生器电路：由单片机、液晶、按键等元器件组成，可以产生8路循环移位逻辑信号序列，并能设定、调节并显示预置值。
数据采集电路：由单片机控制，含有RAM及8位输入电路等，能够采集并存储输入的8位逻辑序列。
功能控制系统：它也是由单片机控制，完成设定、显示、调整系统各功能项的任务。
显示电路：主要由可编程逻辑器件CPLD和电平移位及扫描电路组成，用于将RAM中的8路逻辑序列取出，将其高速送入示波器稳定显示。
关键词：逻辑分析仪 AT89C51 数字信号发生器示波器AbstractLogic Analyzer used to involve a lot of signal digital measurement requirements or complex triggers, but independent Logic Analyzer in the past not only complicated and expensive. This article describes a kind of logic analysis instrument based on single-chip, in this paper, the logical analyzer design of hardware circuit and the software design part. Through this design practice proves that the logical analyzer is not only simple structure, low cost, and has the number of channels, capture speed, stable performance, and so on.The system design of circuit consists of 8-bit data acquisition circuit for digital signal generator circuit, four part, features, display control system circuit. 8-bit digital signal generator circuit: it is made of single-chip, LCD, press the key components, and so on, can produce 8 cyclic shift logic signal sequences, and can establish, regulate and displays the preset value. Data acquisition circuit: single-chip control, with RAM and 8-bit input circuit, to collect and enter a sequence of 8-bit logical storage. Function control system: it is also controlled by the single-chip, complete set, displays tasks, adjust all functions of the system. Display circuits: mainly of programmable logic device CPLD and level shifting and scan circuit, used for remove RAM 8 channels in logical sequence, the stability of high-speed into the oscilloscope display.Keywords:logic analyzer, AT89C51, digital waveformgenerators目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 逻辑分析仪的作用及地位 (2)1.1.1 逻辑分析仪的需求 (2)1.1.2 逻辑分析仪介绍 (3)1.1.3 逻辑分析仪的应用 (4)1.2 逻辑分析仪的发展状况 (4)1.3 设计的提出 (5)2 系统工作原理 (6)2.1 系统组织结构 (6)2.2 系统原理框图 (7)3 系统硬件设计 (8)3.1 硬件器材的选择与应用 (8)3.1.1 单片机概述 (8)3.1.2 设计采用芯片及其引脚介绍 (9)3.2 数字信号发生器模块的实现 (14)3.3 信号采集处理电路设计与实现 (15)3.4 功能实现模块 (17)3.4.1 按键实现电路 (17)3.4.2 CPLD显示电路 (18)3.4.3 D/A转换电路 (19)3.4.4 硬件的抗干扰措施 (20)4 系统软件设计 (21)4.1 软件主要功能控制 (21)4.2 数据采集及显示流程图 (23)4.3 中断程序流程图 (23)4.4 电路保护流程图 (24)5 系统测试 (27)5.1 测试仪器 (27)5.2 测试方法 (27)5.2.1 数字信号发生器的测试 (27)5.2.2 系统的测试 (28)5.3 误差分析 (30)结论 (31)参考文献 (33)致谢 (34)附录： (35)前言随着通信技术的的越加技术纯熟，通信技术在半导体器件出现后开始从以前的只对模拟信号进行变换和传输发展为现在的可以将语音和图像信号用数字技术变换成数字信号后，再在线路上进行传输。
基于51单片机的五篇论文
ATMEL公司生产的AT89C52单片机采用高性能的静态80C51设计，由先进工艺制造，并带有非易失性Flsah程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片，市场应用最多。主要性能特点有:
8KB Flash ROM，可以檫写1000次以上,数据保存10年.
关键词电子万年历;单片机；温度传感器；时钟；数码显示
Abstract
Electronic perpetual calendar which is an application of the single-chip processor system, is utilized by combining hardware and software. And Hardware is composed of five modules: Main control unit, clock circuit，temperature testcircuit, displaycircuit, keyboard interface。Main control board adopts AT89S52，clockcircuitadopts the DS1302 clock chip，display module adopts the LED digital tube，and temperature test adopts the DS18B20 temperature sensor, keyboard interfacecircuitis completed by connecting ordinary button with pull—up resistor. Software takes advantage of C to program, so as torealizethe programmed control of single—chip processor。Single-chip processor gets the time data through using the DS1302 clock chip。The DS18B20 gathers temperature signals and transmits them to single—chip processor. Then, single—chip processor transmits the time data and the temperature data to the 74LS154 decoder. Lastly，the LED displays solar calendar year, year, month, day, hour, minute, second, alarm clock，week and temperature with being enlarged and driven by the C9015 triode.文档为个人收集整理，来源于网络文档为个人收集整理，来源于网络
基于STM32的简易逻辑分析仪的设计
基于STM32的简易逻辑分析仪的设计作者：陈杰沙玉龙来源：《科技视界》2019年第07期【摘要】逻辑分析仪能够对多路的数字信号进行逻辑波形显示，比较逻辑关系，便于监控数字系统的运行情况，分析数字系统的故障等。
本文以STM32F103ZET6芯片为核心，构建逻辑分析采集系统，将输入的8路数字信号转换为两路模拟信号，利用常见的示波器作为显示单元，完成简易逻辑分析仪的设计。
本设计适用于1MHz级以内的各种逻辑电平的数字信号显示、分析和存储，结构简单，性能稳定。
【关键词】逻辑分析仪;stm32;示波器中图分类号： TP273;TU855 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）07-0023-002DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.07.009【Abstract】Logic analyzer can display multi-channel digital signals at the same time，compare logical relations， monitor the operation of the digital system and analyze the fault logic relationship of the digital system. This system takes STM32F103ZET6 chip as the core， constructs a logic analysis acquisition system， converts 8 digital signals into two analog signals， and uses common oscilloscopes as display units to complete the design of a simple logic analyzer. This design is suitable for digital signal display， analysis and storage of all kinds of logic levels within 1MHz. It has simple structure and stable performance.【Key words】Logic analyzer; STM32; Oscilloscope0 引言在现代的电路设计中，数字信号和模拟信号都是常见的信号，相对于用于检测模电信号的示波器，用于检测数字信号的逻辑分析仪却不常见。
基于EDA与单片机技术的逻辑分析仪设计
基于EDA与单片机技术的逻辑分析仪设计专业班级： XXXX指导教师： XXXX1 概述随着数字技术的发展和广泛应用，而普通的示波器最多只能测试两路信号波形，无法满足电路的测试的需求因而需要一种新的仪器来对数字电路进行测试。
逻辑分析仪正是能满足这一需求的一种新型的数字测试仪器。
它应用于微机等数字系统的软件、硬件调试，故障检查，性能分析等过程中。
它可以监测硬件电路工作时的逻辑电平，并加以存储，用图形的方式直观地表达出来，便于用户检测，分析电路设计中的错误。
本系统的设计电路由8位数字信号发生器电路、数据采集电路、功能控制系统、显示电路四部分构成。
8位数字信号发生器电路可以产生8路循环移位逻辑信号序列，并能设定、调节并显示预置值。
数据采集电路：由单片机控制，含有RAM及8位输入电路等，能够采集并存储输入的8位逻辑序列。
功能控制系统：它也是由单片机控制，完成设定、显示、调整系统各功能项的任务。
显示电路：主要由可编程逻辑器件CPLD和电平移位及扫描电路组成，用于将RAM中的8路逻辑序列取出，将其高速送入示波器稳定显示。
2总体设计及方案论证本设计的逻辑分析仪系统包括四个部分：1、8位数字信号发生器；2、数据采集电路；3、功能控制电路；4、显示电路。
整个系统框图如图1所示：图1 系统方框简图2.1 8位数字信号发生器产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL电平，序列时钟频率为100Hz，并能够重复输出。
这里有两种方案供选择：方案1、采用中、小规模器件实现；方案2、用单片机AT89S52来完成。
如果使用中、小规模器件，虽然不需要使用软件编程，但使用的芯片很多，不仅电路复杂，而且由于电路内部接口信号烦琐，中间关联多，抗干扰能力差。
而单片机作为一个智能化的可编程器件，可以通过软件完成相关功能。
因此，我们采用方案2来完成8位数字信号发生器电路。
2.2 数据采集电路该部分数据采集电路的实现有三种方案。
方案1：由8选1采样模拟开关（CD4051）和模数转换器ADC（TLC0820）组成。
基于EDA和单片机技术的逻辑分析仪
基于EDA和单片机技术的逻辑分析仪摘要：本系统的设计电路由8位数字信号发生器电路、数据采集电路、功能控制系统、显示电路四部分构成。
8位数字信号发生器电路：由单片机、液晶、按键等元器件组成，可以产生8路循环移位逻辑信号序列，并能设定、调节并显示预置值。
数据采集电路：由单片机控制，含有RAM及8位输入电路等，能够采集并存储输入的8位逻辑序列。
功能控制系统：它也是由单片机控制，完成设定、显示、调整系统各功能项的任务。
显示电路：主要由可编程逻辑器件CPLD和电平移位及扫描电路组成，用于将RAM中的8路逻辑序列取出，将其高速送入示波器稳定显示。
关键词：可编程器件CPLD；电平位移；扫描电路；目录1 绪论 (3)1.1 逻辑分析仪在数字科技中的地位 (3)1.1.1 数字科技对检测仪器的需求 (3)1.1.2 逻辑分析仪介绍 (4)1.1.3 逻辑分析仪在数据域测试中的应用 (4)1.2 本文研究内容 (5)2 方案论证 (5)3 系统原理框图 (7)4 系统电路 (8)4.1 8位数字信号发生器 (9)4.2 功能控制系统 (10)4.3 数据采集电路 (10)4.4 显示系统 (10)5 系统软件设计 (12)6 调试过程及功能实现 (13)6.1 分模块调试 (14)6.2 整机电路的调试。
(14)6.3 功能实现 (15)7 结果分析 (15)结论致谢 (16)参考文献 (17)附录1 (18)1 绪论1.1 逻辑分析仪在数字科技中的地位1.1.1 数字科技对检测仪器的需求数字科技对检测仪器的需求20 世纪70 年代以来，大规模集成电路、可编程逻辑器件、高速数据信号处理器和计算机技术等高新技术得到迅猛发展，为解决数字设备、计算机及VLSI 等电路在研制、生产、检修和维护中的测试问题，出现了一类新的测试设备。
因为其被测系统的信息载体主要是二进制数据流，为区别于频域或时域的测量，把这一类测试统称为数据域（DataDomain）测试，即有关数字系统的测试称为数据域测试。
基于51单片机的简易逻辑分析仪设计 _大学论文
本科生毕业设计报告学院物理与电子工程学院专业电子信息工程设计题目：基于51单片机的简易逻辑分析仪设计学生姓名指导教师（姓名及职称）班级学号完成日期：年月基于51单片机的简易逻辑分析仪设计物理与电子工程学院电子信息工程[摘要]本设计完成了一种能进行数字电路中多路数据测试的简易逻辑分析仪。
它以51单片机控制核心，数模转换器为逻辑信号门限电平控制电路，用按键和 12864LCD作为人机交互界面，采用C51进行模块化编程，实现了四路信号的测试，具有成本低，使用方便等特点。
[关键词]数字电路单片机数模转换器逻辑分析仪1 设计任务与要求本设计的主要任务及参数指标是：数据位数4位，存储深度80字；数据速率最高1kHz；输入阻抗大于50kΩ；逻辑信号门限电平在1.0V～4.0V 范围内按8级任意设定。
2 设计方案本系统采用51单片机为控制核心，系统由单片机系统、逻辑电平控制、按键、LCD显示、系统电源等模块构成。
被测数据输入到逻辑电平控制模块，然后进行单片机进行测试，按键用于控制逻辑信号门限电平的大小，系统电源为各模块供电，各模块的供电电压为5V。
图1 系统框图3 设计原理分析3.1 单片机系统电路设计图2 单片机系统电路单片机系统为逻辑分析仪的核心，负责控制逻辑分析仪的逻辑电平、检测按键并驱动LCD 进行显示。
单片机系统电路如图2所示，由晶体振荡器Y1、电容C3和C4构成振荡器电路，为单片机提供时钟信号。
电容C1、电阻R2和R1、按键KEY1构成单片机复位电路，高电平复位，当按键KEY1按下的时间超过2个机器周期以上时，单片机就执行复位操作。
EA 接高电平，单片机首先访问内部程序存储器。
J1为1KΩ的排阻，作为P0口的外部上拉电阻。
在硬件制作时为了方便单片机的测试和功能的扩展，把所有的I/O 口均通过排针引出。
EA/VP 31X119X218RESET 9RD 17WR 16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P 30TXD 11RXD 10U18051P10P11P12P13P14P15P16P17P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27123456789J11K+5Y112M+5RXD TXDRD WRT0T1INT0INT1C322p FC422p FR28.2KC110u F+512J6CON2KEY1SW2R1100..3.2 人机界面电路设计KEY2KEY3KEY4KEY5P03P04P05P06..图3 按键控制电路按键控制电路如图3所示，用于控制逻辑分析仪的工作状态，如采样率改变、逻辑电平的调整等等，单片机通过检测按键对应的I/O 口是否为低电平来判断按键是否按键，为了防止干扰，应在单片机的按键检测程序中加入延时函数。
基于STM32的简易逻辑分析仪的设计
表 1 Y 输 出 信 号 D0 ~ D7 电 压 值 分 布 表
0 引言
2 核心电路的设计
在现代的电路设计中袁 数字信号和模拟信号都是 2.1 设计原理 常见的信号袁 相对于用于检测模电信号的示波器袁用 于检测数字信号的逻辑分析仪却不常见遥 随着嵌入式 芯片等数字技术的发展袁 逻辑分析仪作为一种数字信 号 测 量 仪 器 作 用 越 来 越 大 遥 本 设 计 以 STM 为 核 心 构 建 8 路数字信号采集单元袁 信号通过 Y 通道和 X 通道输 入到常用示波器袁 以示波器为显示单元显示 8 路数字 信号的逻辑波形袁构成简易逻辑分析仪遥
设一个脉冲宽度为 t袁 为保证显现信号清晰可见袁根 据人眼的视觉效应袁一个脉冲电平状态以 8 个点显示袁每 个 点 的 输 出 时 间 T =t/8袁 一 个 Di 一 般 显 示 8 个 状 态 袁 即 一 条 水 平 线 上 分 布 64 个 点 曰 锯 齿 波 T1=8*t袁X 输 出 的 波 形 Tx=9*T1=72*t曰Y 轴上信号一个阶梯为包含 8 个脉冲信号袁 一个阶梯的时间为 T2=8*t袁y 输出的波形 Ty=9*T1 = 72*t 遥
Science & Technology Vision
科技视界
基于 STM32 的简易逻辑分析仪的设计
陈 杰 沙玉龙 渊 苏 州 市 职 业 大 学 袁 江 苏 苏 州 215104 冤
揖摘 要铱逻辑分析仪能够对多路的数字信号进行逻辑波形显示袁比较逻辑关系袁便于监控数字系统的运行 情 况 袁 分 析 数 字 系 统 的 故 障 等 遥 本 文 以 STM32F103ZET6 芯 片 为 核 心 袁 构 建 逻 辑 分 析 采 集 系 统 袁 将 输 入 的 8 路 数 字信号转换为两路模拟信号袁利用常见的示波器作为显示单元袁完成简易逻辑分析仪的设计遥 本设计适用于 1MHz 级 以 内 的 各 种 逻 辑 电 平 的 数 字 信 号 显 示 尧 分 析 和 存 储 袁 结 构 简 单 袁 性 能 稳 定 遥
简单逻辑分析仪的设计
摘要逻辑分析仪是一种新型的数字测试仪器。
它应用于微机等数字系统的软件、硬件调试，故障检查，性能分析等过程中。
它可以监测硬件电路工作时的逻辑电平，并加以存储，用图形的方式直观地表达出来，便于用户检测，分析电路设计中的错误。
在数字电路调试中，往往要测试多路信号波形，分析其逻辑关系。
普通示波器最多只能测试两路信号波形，而逻辑分析仪价格较高，我们设计的简易逻辑分析仪造价低、性能高，具有一定的推广价值。
本系统采用单片机和CPLD结合的方式。
用CPLD制作信号发生和采集装置，产生8路信号及数据采集。
信号发生器的序列时钟频率可高于100HZ 。
系统触发方式具有单级触发字和三级逻辑状态分析触发功能。
其中触发字可以通过键盘任意设定，触发位置可调。
此逻辑分析仪能够在示波器上清晰稳定地显示所采集到的8路信号波形和时间标志线，并显示触发点的位置。
单片机输出可在上位机上显示，能同时看到八路信号的波形和同一时刻不同信号的逻辑状态。
系统利用单片机来完成人机界面控制，信号触发、分析、处理与变换。
8位输入电路的输入阻抗大于50kΩ,门限电压16级可调。
每通道的存储深度可达到32bit。
单片机与CPLD的结合简化了外围硬件电路的设计，增加了系统的稳定性和可靠性。
关键字单片机；CPLD；逻辑分析仪；示波器；信号发生器AbstractThe logical analyzer is one kind of new numeral measuring instrument. It applies in number system and so on the microcomputer softwares, the hardware debugging, the malfunction finding, processes and so on in performance analysis. It may monitor the hardware electric circuit to work the time logical level, and saves, expressesintuitively with the graph way, is advantageous for the user examination, analyzes in the circuit design the mistake. In the digital circuit debugging, often must test themulti-channel waveform, analyzes its logical relations. The ordinary oscilloscope are most only can test two group waveforms, but the logical analyzer price is high, we design the simple logical analyzer construction cost low, the performance is high, has certain promoted value. This system uses the monolithic integrated circuit and the CPLD union way.Manufactures the signal with CPLD to occur with the gathering installment, produces 8 groups signals and the data acquisitions. The signal generating device sequence clock frequency may be higher than 100HZ.The system triggering way has the single stage triggering character and three level of logic state analysis triggering function. Triggering character may establish willfully through the keyboard, triggers the position adjustable.This logical analyzer can on the oscilloscope stably demonstrate clearly gathers 8 group waveforms and the time scribe mark, and demonstrate the trigger point the position. The monolithic integrated circuit outputs may demonstratein on position machine that, can simultaneously see the Chinese red army soldier signal the profile and the identical time different signal logical condition. The system completes the man-machine contact surface control using the monolithic integrated circuit, signal triggering, the analysis, processing and the transformation. 8 inputcircuit input impedance is bigger than 50kΩ, threshold voltage 16 levels adjustable. Each channel memory depth may achieve 32bit.The monolithic integrated circuit and the CPLD union simplified the periphery hardware electric circuit design, increased the system stability and the reliability.Keywords Single-chip Microcomputer CPLD；Logical analyzer； Oscillograph； Signal generator目录摘要 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -ⅠAbstract - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Ⅱ第1章绪论 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2第2章总体方案设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 32.1 方案比较与选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - --32.2 系统设计方案 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - --3第3章电路分析与设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -53.1 信号发生器 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - --53.2 输入电路- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 63.3 采集与存储电路- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 73.4 显示控制电路- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - 73.5 利用示波器显示- - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -93.6 电源 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -103.7 示波器显示的方法- - - - - - - - - - - - - - - - -- -11第4章软件设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -13第5章系统测试分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -155.1 测试仪器- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -155.2 调试方法和过程- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -15结论- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -18致谢 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 19参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -20简易逻辑分析仪的设计第1章绪论在工作中只要有数字逻辑信号，就能有机会使逻辑分析仪电子化。
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目录第1节引言 (3)1.1系统概述 (3)1.1.1系统的特点 (4)1.1.2系统的功能 (4)第2节系统主要硬件电路设计 (5)2.1 系统结构框图 (5)2.2 主体控制模块 (5)2.3 系统硬件的主体实现 (7)2.3.1 数字信号发生器模块的电路设计与实现 (7)2.3.2 主控系统模块的电路设计与实现 (8)2.3.3 LED显示模块的电路设计与实现 (10)2.3.4 硬件的抗干扰措施 (12)第3节系统软件设计 (13)3.1 系统软件流程 (13)3.2 中断服务子程序 (15)3.3 AT24C04程序设计 (15)第4节结束语 (19)参考文献 (20)基于单片机的简易逻辑分析仪第1节引言信息时代是数字化的时代，数字技术的高速发展，出现了以高性能计算机为核心的数字通信、数字测量的数字系统。
在研究这些数字系统产品的应用性能的同时也必须研究在设计、生产和维修他们的过程中，如何验证数字电路设计的合理性、如何协调硬件及其驱动应用软件的工作、如何测量其技术指标以及如何评价其性能。
逻辑分析仪的出现，为解决这些问题提供了可能。
随着数字系统复杂程序的增加，尤其是微处理器的高速发展，用示波器测试己显得有些无能为力。
1973年在美国应运而生的逻辑分析仪(Logic Analyzer)，能满足数字域测试的各种要求。
它属于总线分析仪一类的数据域测试仪器*主要用于查找总线(或多线)相关故障．同时对于数据有很强的选择能力和跟踪能力，因此，逻辑分析汉在数字系统的测试中获得了广泛的应用。
逻辑分析仪（Logic Analyzer）是以逻辑信号为分析对象的测量仪器。
是一种数据域仪器，其作用相当于时域测量中的示波器。
正如在模拟电路错误分析中需要示波器一样，在数字电路故障分析中也需要一种仪器，它适应了数字化技术的要求，是数字、逻辑电路、仪器、设备的设计、分析及故障诊断工作中不可按少的工具。
在测试数字电路、研制和维修电子计算机、微处理器以及各种集成化数字仪表和装置中具有广泛的用途；还是数字系统设计、侦错、软件开发和仿真的必备仪器；作为硬件设计中必不可少的检测工具，还可将其引入实验教学中，建立直观感性的印象，提升学生的硬件设计能力，可以全面提高教学质量；随着科技的发展，LA在多通道、大存储量、高采样速率、多触发功能方面得到更快的发展，在航天、军事、通信等数字系统领域得到越来越广泛的应用。
我们从上面可以看出逻辑分析仪在各个领域的广泛应用。
那么我们在学习、应用的同时设计并制作一个简易的逻辑分析仪就显的意义重大了，这样这个过程既可以让我们更加深入理解其原理，又可以提高动手设计并制作整个系统电路的能力，还可以将其作为简易仪器应用于以后的实验中。
1.1系统概述因在本节中，我们将对简易逻辑分析仪的应用进行分析。
给出它的特点，能实现的功能以及系统的简单操作1.1.1 系统的特点逻辑分析仪也称逻辑示波器，它是用来分析数字系统逻辑关系的一种仪器。
逻辑分析仪的主要作用有二个：一是用于观察的形式显示出数字系统的运行情况，相当于扩展了人们的视野，起一个逻辑显示器的作用；二是对系统运行进行分析和故障诊断。
一般的逻辑分析仪是由数据获取和数据显示两大部分组成的。
前者捕获并存储所要观察分析的数据，后者用多种形式显示这些数据。
在这里，关键是触发．它的作用是在被分析的数据流中按索特定的数据字。
一旦发现这个数据字，便产生触发信号去控制和存储有效数据。
因此，它决定了观察的数据窗口在数据流中的位置。
本设计具有以下特点：1、具有足够多的输入通道，一般的示波器只有2路通道，本设计了8路输入通道。
2、多种触发方式：设置了单字触发和三级触发两种触发模式3、具有记忆能力：采用EEPROM实现数据的掉电存储本设计的主要特色：★数字信号发生器使用AT89C2051单片机来控制，达到了高精度的信号输出。
★数字信号的逻辑状态显示也用AT89C2051单片机辅助主CPU系统实现。
★使用D/A电阻网络，结合单片机对信号幅度进行灵活地控制。
★采用发光二极管来指示电路测试点，一目了然，便于调试。
★在系统的软硬件设计中均加入了运行良好的抗干扰措施。
★强大的软件设计功能，大大简化了硬件电路。
1.1.2 系统的功能逻辑分析仪的逻辑分析仪(简称LA)是新型的数据域分析仪器，它有许多独特的功能。
把这些功能分成取数、触发、存储、显示等几个方面，本系统实现的功能是：（1）能产生8路可预置的循环移位逻辑信号序列，输出信号为TTL电平，序列时钟频率为100Hz，并能够重复输出。
（2）单次触发采集存储显示，单次触发方式是指在满足触发条件后，能对被测信号进行一次采集、存储。
之后输出通过DAC转化为模拟电压后输出，在示波器上显示出8路信号，并能显示触发位置。
（3）任意两通道三级触发存储显示，由键盘输入8路中任意2通道的通道号及3级触发字，当指定通道的触发字连续依次满足时，能对被测信号进行一次采集，存储，送DAC后输出显示。
同时在屏幕上标记出3级触发字的位置。
（4）显示触发字的位置，可以在模拟示波器显示屏上对触发字进行标记。
（5）显示可以移动的光标，可以通过键盘的加、减控制光标在水平方向的坐标。
（6）翻页显示，可以用键盘控制翻页显示，每隔32bit为一页的内容，扩展了存储深度。
第2节系统主要硬件电路设计2.1 系统结构框图图2-1 系统结构框图本系统采用单片机和可编程器件作为数据处理及控制核心，整个系统由一个信号发生器和一个简易逻辑分析仪构成。
将设计任务分解为数字信号发生、信号采集存储、信号融合处理、显示、掉电保护等功能模块。
图1即为该系统的总体框图。
考虑到硬件电路的紧凑性，故将上述模块合理分配连接成以下三个模块：数字信号发生器、最小系统主控器、键盘/显示。
由于数字信号发生器是用于测试的需要而设计的一个模块，那么下面对各模块的设计进行逐一论证比较。
2.2 主体控制模块系统主控模块包括最小系统和数字信号处理控制模块。
该模块是硬件电路的核心，有如下两个方案。
方案一：以8031单片机为核心。
但8031无片内ROM，需外扩EPROM（例如27526）作为程序存储器。
这样会增加电路的复杂性。
方案二：采用AT89C51单片机为主控制核心的双CPU串行通信方式。
AT89C51芯片，其内部含有可重复编程的FLASH ROM,，可进行1000次檫除操作，在设计调试过程中可十分容易进行程序的修改，达到最佳的设计。
利用存储器（EEPROM）实现掉电存储功能。
从CPU系统即以89C2051为主的显示模块的控制。
数字信号处理模块主要是D/A转换器件的选择，我们选用性能优良的DAC0832作为主控器件。
该方案的特点是硬件简单，软件实现方便，大大提高了系统的设计性能。
门限电压：要实现门限电压0.25-4V之间16级可调这一问题上有两种方案。
方案一、电阻分压，利用电阻网络把电压分级作为触发门参考电压，用模拟开关4067在把每个通道的信号和这个参考电压用电压比较器来比较，判断输入信号高低，输入单片机处理。
方案二、用D/A电阻网络进行电压等级的划分作为参考电压，在用比较器来比较高低。
与方案一比具有精确可调的优点。
方案一：本方案采用8279可编程接口芯片来实现系统的键盘/显示器扩展功能,降低了电路的复杂度,提高了系统的稳定性及可靠性。
8279能自动完成键盘输入和显示控制两种功能。
键盘控制部分提供一种扫描工作方式,可与64个按键的矩阵键盘或传感器连接,能对键盘进行自动扫描、自动消抖、自动识别出按下的键并给出编码,能同时按下双键或N键实行保护,其接收键盘上的输入信息存入内部FIFO缓冲器,并可在有键输入时向CPU请求中断。
8279提供了按扫描方式工作的显示接口,其内部有一个显示缓冲器,能对8位或16位LED自动进行扫描,将显示缓冲器的内容在LED上显示出来。
图2-3 8279键盘/显示模块方案二：由单片AT89C2051控制8个共阳数码管、8个按键构成动态显示模块。
由于具有RS--232接口，易于与某些基于虚拟仪表技术的仪器主板相连，使其脱机工作，成为便携仪表，方便了使用；与专用键显接口芯片8279相比，价廉；采用串行方式与主控单片机交换信息，硬件及工艺设计简单，抗干扰能力强；可承担键显及其他信息处理功能，实现了键显智能化，从而使主机软件设计所考虑的因素减少，程序结构得以简化图2-4 键盘/显示模块方案三：LCD液晶显示。
例如采用COM12864液晶显示模块可以显示各种字符及图形，可与CPU系统直接接口，具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线，接口电路简单，控制方便。
以上三种都是比较可行的数据显示方案。
尤其是方案三在显示功能的实现上优于方案一、方案二，但是在本题中，考虑到本设计对显示功能的要求不多，用方案二就完全可以很好的实现，所以为了降低设计成本，我们不采用LCD液晶显示而采用方案二的设计。
2.3．系统硬件的总体实现经过仔细地论证与比较，我们确定了系统的各个主要模块的最终的可行方案，系统总体原理框图如图2-5所示。
图2-5 系统总体原理框图2.3.1数字信号发生器模块的电路设计与实现用AT89C51单片机产生可预置的二进制序列。
只要在最小系统中添加一个开关组选择高低电平，单片机通过扫描开关组连接的P口的状态，并通过软件来控制单片机8个P口的波形输出，输入到74LS04的反向器输入端，通过TTL电平转换，输出8路数字信号。
该电路结构简单可行，通过示波器可以看到它能够产生清晰稳定的矩形波。
该设计的优点是信号稳定性好，频率精度高，有利于用单片机对数字信号进行智能化控制。
以AT89C51为核心的数字信号发生电路如图2所示。
其工作原理是:AT89C51单片机输出可预置的二进制序列到74LS04的反向输入端，经过TTL电平转换，产生所需的高稳定、高精度的数字信号。
注意：在该模块中，要实现电平转换功能必须用采用74LS系列的反向器，不可用CMOS系列的反向器（例如CD4069），因为在引脚的驱动能力上，74系列相对与CMOS系列更强，在本设计中，也就是说能够输出更稳定的信号。
2.3.2主控系统模块的电路设计与实现该模块主要由最小系统和信号采集处理电路组成。
最小系统由一片AT89C51、一片AT89C2051及一片EEPROM （AT24C04）构成。
信号采集处理电路由运放LM324组成的D/A 电阻网络组成。
该模块的设计思路是：由双CPU 系统控制对数字信号发生器输出的数字信号进行采样存储，再经过一系列的信号处理，在模拟示波器上复现出来。
从模拟示波器波形显示原理可知，只要在Y 轴（纵轴）输入一个电压信号，同时在X 轴（横轴）加上一个同频的锯齿波扫描电压，便可在示波器上复现电压信号的波形。
为此必须设计相应的X 、Y 的输出电压信号。