012基于EDA和单片机技术的逻辑分析仪设计课件

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
The design of the logical analysis apparatus of one-chip microcomputer and the EDA's technology baseding on
Xia Xinen1 , Hong yuanquan2
(1.Dept. of Computer Science and Technology, Guangdong Shaoguan University , Shaoguan 512005
2.The experiment center, Guangdong Shaoguan University )
【Abstract】This design uses the one-chip microcomputer to be controlled gathering of logical signal levels of 8 tunnels, Use CPLD's chip of EDA's technical design to the logic signal processing and Control  scanning to the lattice signal and The result of display analysis on the oscillograph , Use the interrupt mode exchange data between one-chip microcomputer and CPLD. this design has 1 and 3 grade of method of activation , trigger word seat display and time to be marked thread display  etc. merit ability，As well as friendly operation interface and waveform stabilization what shows  etc. characteristic , And widen the oscillograph use merit ability .

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【Key words】The lattice scanning control; The logical analysis; CPLD; VHDL's programming
1  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。本设计参照“2003年全国大学生电子设计竞赛”的题目，用双踪信号示波器作为逻辑分析结果显示设备；用单片机控制逻辑信号采集和逻辑分析仪的各项功能操作；用EDA（电子设计自动化）技术设计的CPLD（复杂可编程逻辑器件）芯片处理逻辑信号，控制逻辑分析结果波形的点阵扫描；达到一般逻辑分析仪应有的功能和指标[1]。本设计的逻辑分析仪特点是性能稳定、成本低，并拓宽了示波器使用功能。
2  总体结构及各硬件设计
逻辑信号分析的总体结构如图1所示；其中逻辑分析仪由8路逻辑信号检测电路、单片机系统和CPLD点阵扫描控制电路构成。逻辑分析仪能接受8路逻辑信号(D7~D0)和位传送时钟信号(B-CLK)；其接受的逻辑信号形式如图2所示。
2.1  逻辑信号检测
8路逻辑信号检测部分由8选1采样模拟开关（CD4051）和模数转换器ADC（MAX7820）组成，如图3所示。为了适应较宽范围（0.25~4V）逻辑信号门限电压（逻辑1的电压）的输入，对逻辑信号电平采用模拟信号采样，当AD转换获得逻辑信号电平的数字量（A/D-DATA）大于门限电压对应的数字量时，确定为逻辑1。由于分时检测8路逻辑信号（D7~D0），要求采样开关速度和AD转换速度要远远大于逻辑信号位传送速度；当位传送时钟信号到来时，才能保证8路逻辑信号每1路采样点在靠近位的中间位置，从而得到可靠的电平数字量。

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本设计的CD4051从地址选通（CH-SELECT）到数据输出时间约500ns，MAX7820转换一路信号所需的时间约3ns，采集处理8路逻辑信号各位（1个字节）所需时间约5us。若8路逻辑信号每位采样点在位中间的三分之一区，则逻辑信号的位宽约为15us，因此本设计的逻辑分析仪可对66kHz以下波特率的8路信号进行逻辑分析。

 

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