Хоть и изредка, но возникает нужда отследить что происходит на каких-то логических линиях, причем синхронно на 4-8. Давно хотел заиметь для этих целей логический анализатор (дальше - ЛА) и наконец созрел.
Коротко для нетерпеливых - брать можно. Полностью соответствует заявленным характеристикам, софт вполне юзабельный. Подробнее - под катом:)

Что такое логический анализатор и для чего он нужен

Если коротко, то это что-то вроде очень грубого многоканального осциллографа. Очень грубого - он показывает лишь два уровня, 0 и 1, то есть превысил ли наблюдаемый сигнал заданный уровень или нет. Поэтому он и называется логическим, его предназначение - наблюдать логические сигналы, то есть логические нули и единицы.
Это бывает нужным, например, при отладке какого-то интерфейса с несколькими линиями - работа с памятью, синхронное управление чем-то, многопроводные интерфейсы и т.п. Его используют так же при реверс-инжиниринге, когда нужно изучить работу какого-то устройства, определить используемый протокол связи и даже получить дамп данных, передаваемых, например, по синхронному UART.
Многие ЛА кроме непосредственно записи сигналов могут их декодировать по определенным протоколам, хотя это и не является обязательным свойством ЛА. Особо навороченные могут даже с достаточной уверенностью автоматически определить используемый протокол, но это уже зависит от софта, прилагаемого к ЛА.

Доставка

Характеристики со страницы продавца

Комплектация

Кабель на вид очень неплох, толстый, но довольно мягкий. Оценить сечение проводов питания в нем мне нечем, да это и неважно при заявленном потреблении анализатора. А вот его мягкость - это большой плюс при работе с такой небольшой и легкой коробочкой.
Среди причиндалов было: сам анализатор, три гребенки по девять проводов разного цвета, две гребенки по два провода, клипсы 20 штук, диск с программой и бумажка с адресом откуда качать свежий софт:


Вот бумажка покрупнее:

Сам анализатор выполнен в симпатичном корпусе вполне оригинального дизайна (по сравнению с набившими оскомину квадратными коробками, в которые китайцы лепят все что могут). Хотя кажется у Гаинты (Gainta) я видел среди типовых корпусов такой… Тем не менее смотрится очень хорошо. Сделано все очень аккуратно, нигде нет лишних зазоров, ничего не перекошено:)
На лицевом шильдике обозначено название модели, приведены краткие характеристики и разрисовано назначение пинов входного разъема. Кроме того есть индикатор, показывающий статус анализатора - в простое он плавно загорается и гаснет, во время сэмплирования часто мигает.
На одном из торцов входной разъем на 20 контактов - 16 каналов, две земли и два выхода ШИМ-генератора. На другом торце - USB-разъем:

В комплекте идут три гребенки по 9 проводов и две по два провода. Если с двухпроводными еще можно придумать что-то - например, одна для земли, вторая для двух каналов или для ШИМ-генератора, то зачем ТРИ большие гребенки - непонятно… Не иначе, одна из них запасная:)

При подключении двух девятиконтактных гребенок мы получаем все 16 каналов и две земли. Длина проводов на всех гребенках - 20 см, все провода оканчиваются изолированными термоусадкой «мамами» для подключения клипс. На каждой гребенке один провод имеет белую термоусадку - предполагается, что это земля, чтобы труднее было перепутать, остальные с черной термоусадкой:

Клипс - ровно 20 штук. То есть можно ими подключить все 20 контактов входного разъема - 16 каналов, 2 земли и 2 ШИМ-генератора. Вряд ли такое когда-то понадобится, но за нежадность китайцам плюс:) Цвета клипс особым разнообразием не страдают, в отличии от проводов:


С другой стороны, если проявлять минимальную внимательность, то можно и не перепутать ничего, глядя не только на клипсы, но и на провода, подключенные к ним.
Сзади у клипс торчат обычные четырехгранные штырьки как на IDC-разъемах:


«Мамы» проводов одеваются на эти штырьки довольно туго и сами соскакивать не проявляют желания, соединение довольно надежное.
Устройство клипс элементарное:




Никаких фиксаторов или защелок, задняя часть просто стягивается, а внутренняя пластина вынимается после поворота на 90 градусов. Штырек просто припаян, что не может не радовать в плане ремонтопригодности:)
Для подключения к проводу нужно надавить на заднюю часть, из носика выходит и раскрывается миниатюрный зажимчик. Задняя часть отпускается и под действием пружины зажимчик входит обратно, одновременно закрываясь:




Держит провод уверенно, как достаточно толстый, около 1.5мм, так и тоненький, где-то 0.3мм:




В целом качеством эти клипсы не блещут, но вполне работоспособны в большинстве случаев.

Работа анализатора, софт

Итак, софт. Изначально я не обратил внимание на бумажку, где был адрес сайта с софтом, поэтому достал из закромов внешний DVD и честно попытался поставить программу с него. Программа поставилась, но вот драйвера не захотели вставать (Windows XP). Поиском в инете вышел на этот сайт, указанный в бумажке, и скачал оттуда чуть более свежую версию программы. Хотя драйвера в ней были вроде бы такими же, но из новой версии они встали нормально и анализатор ожил:)

Интерфейс программы на первый взгляд очень простой (да и на второй тоже, если честно). Сначала даже непонятно каким образом вообще можно делать в ней что-то полезное:) Но по мере углубления уважение к нему начинает расти:) В целом у меня сложилось такое впечатление от программы: совершенно ненавязчива, ничего лишнего, но вполне достаточна для большинства задач. Есть и мелкие недочеты, конечно, но они не сильно портят впечатление.
Вот так выглядит окно программы:


Быстрыми кликами можно настроить частоту сэмплирования и глубину (количество) сохраняемых сэмплов:


С выбором больших частот сэмплирования автоматически будет ограничиваться и число доступных каналов.
В самих каналах можно выбрать для каждого из них его имя, расположение, размер по вертикали. Для одного из каналов можно установить условие триггера - по фронту, по спаду, по высокому уровню, по низкому уровню или без триггера. Если триггер до этого был установлен на другом канале, он там сбросится, то есть триггер возможно установить на любом канале, но только на одном.
В общих настройках можно убрать лишние каналы и установить граничное напряжение, относительно которого будут считаться нули и единицы:

Под рукой у меня была платка, в которой можно было обнаружить лишь SPI и USB, вот их я и решил посмотреть. На скриншотах будут уже настроенные каналы, изначально же никаких данных на сигналах нет и каналы называются просто - Chanel 0, Chanel 1 и т.д.
Первые два канала я подключил к USB, 4 следующих - к SPI и запустил анализатор. Вот что получил в целом:


Это все 2 секунды наблюдения:) Теперь нужно подключить декодирование. Выбираем в списке нужный протокол:

И появляется окно настройки этого протокола.
Для USB:


Для SPI:


Как видно, у SPI довольно богатые настройки, позволяющие смотреть этот протокол во всех его проявлениях.
После назначения каналов сигналам протокола программа предлагает автоматически переименовать каналы по названиям сигналов, это у меня на скриншотах уже как раз и сделано. И теперь над графиками при достаточном увеличении будут показываться данные согласно протоколу. Например, вот один их фреймов USB:


Как видно, программа не просто показывает численные значения передаваемых байтов, но и их внутрипротокольное значение - CRC, SYNC, ACK и т.д. Правда, есть места, которые мы с программой не поняли, такое ощущение, что скорость USB резко замедляется в какие-то моменты:

А вот кусок обмена по SPI:

Вот так это будет выглядеть в файле:

Кроме того, можно сохранять не сэмплы, а данные декодированного протокола. Вот, например, кусок сохраненного обмена по CAN в моей машине (скриншотов, к сожалению, не делал):
Time [s],Packet,Type,Identifier,Control,Data,CRC,ACK 0.0002935s,0,DATA,0x0591,0x08,0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x284A,ACK 0.0016248s,1,DATA,0x05D1,0x02,0x10 0x00,0x0249,ACK 0.0023359s,2,DATA,0x0635,0x03,0x00 0x00 0xFD,0x0D93,ACK 0.0033871s,3,DATA,0x0470,0x08,0x40 0x01 0x00 0x46 0x00 0x00 0x00 0x1F,0x5D2D,ACK 0.0046378s,4,DATA,0x0531,0x04,0x01 0x40 0xF0 0xB1,0x40D3,ACK 0.005489s,5,DATA,0x05C1,0x04,0x00 0x00 0x00 0x20,0x0AA2,ACK 0.0063502s,6,DATA,0x065F,0x08,0x01 0x5A 0x5A 0x5A 0x36 0x31 0x5A 0x43,0x3840,ACK 0.0075009s,7,DATA,0x0651,0x08,0x80 0x02 0x50 0xAF 0x38 0x57 0x00 0x00,0x50D4,ACK 0.0086621s,8,DATA,0x0621,0x08,0x20 0x2C 0x69 0x18 0x81 0x64 0xFD 0x00,0x4FE1,ACK 0.0233258s,9,DATA,0x0291,0x05,0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x1DE1,ACK 0.0333432s,10,DATA,0x03E1,0x08,0x20 0x00 0x30 0x01 0xA2 0x00 0x84 0x00,0x50DB,ACK 0.0432946s,11,DATA,0x03C3,0x08,0xAB 0x00 0x00 0x00 0xA8 0xF0 0x00 0x64,0x0F7B,ACK 0.0444855s,12,DATA,0x040C,0x08,0x00 0x01 0x01 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00,0x290F,ACK 0.053637s,13,DATA,0x0470,0x08,0x40 0x01 0x00 0x46 0x00 0x00 0x00 0x1F,0x5D2D,ACK 0.0548882s,14,DATA,0x0531,0x04,0x01 0x40 0x00 0x41,0x191A,ACK 0.0632503s,15,DATA,0x0291,0x05,0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x1DE1,ACK 0.0666019s,16,DATA,0x0497,0x08,0x00 0x00 0x00 0x00 0x64 0x00 0x00 0x20,0x501A,ACK 0.0733737s,17,DATA,0x0151,0x04,0x00 0xE0 0xB0 0x50,0x5718,ACK 0.0833265s,18,DATA,0x02C1,0x06,0x00 0x00 0x00 0x00 0x06 0x00,0x5677,ACK 0.0843872s,19,DATA,0x0359,0x08,0xB8 0x01 0x00 0x00 0x00 0x2B 0x40 0x00,0x4875,ACK 0.0856485s,20,DATA,0x035B,0x08,0x08 0xB4 0x0C 0xB5 0x0B 0xFF 0x02 0x80,0x157E,ACK 0.0868492s,21,DATA,0x0369,0x08,0x3F 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x45C9,ACK 0.0881104s,22,DATA,0x0381,0x06,0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x18D3,ACK 0.0892516s,23,DATA,0x0397,0x08,0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x4293,ACK 0.0905824s,24,DATA,0x03B5,0x06,0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x007C,ACK 0.0916936s,25,DATA,0x0457,0x03,0x01 0x40 0x00,0x6539,ACK 0.0925447s,26,DATA,0x04B9,0x06,0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00,0x11A3,ACK 0.0936154s,27,DATA,0x0400,0x08,0x0C 0x01 0x09 0x05 0xAC 0x00 0x00 0x00,0x3DDD,ACK

Что еще есть? при ведении курсора по графику канала автоматически показывается ширина текущего импульса, период, частота и заполнение (актуально для ШИМ). Можно вывести два или три маркера и таскать их по графику, при этом они будут притягиваться к ближайшим фронтам и спадам. Справа будет выводиться информация о точном времени маркера и временном промежутке между ними:


Тут маркеры стоят на началах фреймов USB, которые, как известно, с довольно высокой точностью следуют каждую миллисекунду, что анализатор и подтверждает. Или, скорее, подтверждает свою достаточно хорошую точность:)

ШИМ-генератор

Внутренности

Итог

Ардуино – уникальный микроконтроллер, позволяющий вам создать любое устройство, ограниченное лишь фантазией инженера. Сегодня мы поговорим об одном из таких проектов и разберём антенный анализатор на Ардуино, а также все нюансы, с которыми вам придётся столкнуться при его пайке и программировании.

На самом деле анализатор спектра на Ардуино – достаточно простой проект, но идеально подойдёт новичкам и тем, кто хочет добавить данное устройство к себе в инструментарий. Давайте разберём, что такое логический анализатор на Аrduino, и какие подводные камни вас ожидают при его проектировке и пайке.

Схема логического анализатора на базе МК Arduino

Для начала необходимо спроектировать то, что мы будем паять. Логический анализатор является простым инструментом, вся его задача состоит в считывании и анализе двоичного кода (цифрового сигнала), передаваемого при помощи подачи электричества.

Иными словами, каждые 5 вольт подаваемые на устройство – это единичка, отсутствие таковых – это ноль. Такой двоичный код используется при кодировке данных и во многих устройствах, в том числе на основе Ардуино. Читаться начинает, как правило, с единицы. А чтобы проверить свой проект с двоичной кодировкой, вам и пригодится логический анализатор.

Проще всего испробовать устройство на шине I2C, что применяется в большинстве электронных устройств и по сей день. Чтобы разобраться, что нам нужно проектировать, давайте рассмотрим главные характеристики устройства:

1. 4 канала для логического анализа поступающих сигналов.
2. Вариативность частоты сигналов вплоть до 400 кГц, такой промежуток охватит большую часть современных приборов, кроме специализированных.
3. Напряжение на входе должно составлять до +5 Вольт, как уже описывалось, это стандарт, принимаемый за единицу (наличие сигнала).
4. LED дисплей для отображения информации. Особенно изощрённые программисты могут купить пару светодиодов и выстроить собственный дисплей нужной им диагонали, но для всех остальных – написание ПО под такое устройство будет слишком трудоёмким, и окажется лишним шагом. Поэтому здесь мы рассмотрим вариант устройства именно с ЖК дисплеем.
5. 4 аккумулятора для питания, на 1.2 В при максимальном напряжении в 4.8 Вольт.
6. Оперативная память. Желательно взять две разновидности – скоростную (3.6мс на сигнал) и низкоскоростную (36 с), такое решение позволит охватить весь диапазон сигналов.
7. Панель управления или пара кнопок.
8. Любая оболочка под крепление конструкции. Можно распечатать на 3-Д принтере, можно взять ненужный пластиковый коробок или обойтись вовсе без корпуса. Здесь мы не будем давать советов, устройство работает, что в оболочке, что без, выбор остаётся за вами.

Для питания вам необходимо подобрать именно аккумуляторы, так как 4 батарейки по 1.5 Вольта могут вывести Ардуино из строя и сжечь плату. Не говоря уже об опасности для ЖК дисплея. Поэтому не поскупитесь, и возьмите качественные комплектующие. Ведь качество конечного изделия равно параметру худшего его компонента.

Не забудьте добавить к конечной схеме переключатель S1, который будет использоваться для подачи питания и отключения прибора, чтобы аккумуляторы не разряжались попросту.

Потребуются и специальные подтягивающие резисторы, которые позволят исключить ложные данные, что могут появляться из-за электромагнитного поля пальцев сигнальных щупов. В результате помехи и искажения на цифровых входах будут минимальны.

Светодиод вы можете взять по своему желанию, он необходим для индикации наличия цифрового сигнала, и вполне заменяется ПО под ЖК дисплей. Такое решение удобно лишь в качестве показателя записи цифровых сигналов в память, но вы, в любом случае, будете активировать прибор вручную, так что подобная индикация, при необходимости, может быть убрана.

Рекомендуемая периферия для создания логического анализатора на базе микроконтроллера Arduino

Из всего вышеописанного вы уже успели составить примерный список периферии для покупки, но давайте уточним этот момент. В логическом анализаторе вам потребуется:

1. Сам микроконтроллер Ардуино. Не имеет разницы, какой вы подберёте, это лишь повлияет на конечный размер устройства. ПО под любую версию выглядит одинаково. На фото выше был использована плата .
2. ЖК дисплей. Если у вас имеется старый кнопочный телефон, можете снять с него, и устроить «безотходное» производство.
3. Резисторы различной ёмкости.
4. Датчик тока.
5. 4 аккумулятора.
6. Светодиод или парочка.
7. Карта памяти, но это опционально.

Помимо этого, вам, естественно, потребуется паяльник, припой и прочие принадлежности. Лучше заранее найти место, где вы будете всё это собирать. А если работаете с паяльником впервые, изучите правила пожарной безопасности и особенности его эксплуатации, чтобы по 10 раз не перепаивать каждую деталь.

Программирование МК Arduino при реализации проекта «логический анализатор»

Благодаря популярности Ардуино существуют уже готовые библиотеки и функции для логических анализаторов на этом МК. Вам остаётся лишь подобрать подходящую и переписать программный код под своё устройство. Ведь платы, датчики и прочие вводные у всех различаются, и чтобы ваше устройство работало без проблем, придётся подогнать чужой код под свои запросы. Если же вы не хотите лишний раз заморачиваться и у вас есть опыт программирования на С++, можете воспользоваться любой полюбившейся средой.

Код для схемы на фото выше может быть таким:

Не забудьте скачать библиотеки для работы с Ардуино. А также учитывать, что вывод идёт на ЖК экран. По окончанию написания софта просто подгрузите его на плату с помощью специального переходника под usb.

Может случиться так, что из-за особенностей отображения информации на ЖК дисплее, вам не хватит постоянной памяти устройства. В таком случае имеет смысл докупить флешку и прикрепить её к системе. Благо делается это достаточно просто, а всё, что вам потребуется – специальный переходник под ваш форм-фактор физического накопителя.

Логический анализатор - незаменимый помощник при отладке цифровой схемотехники. Давайте рассмотрим основные приёмы работы с логическим анализатором Saleae Logic Analyzer и его китайскими аналогами.

Для работы нам понадобится:

• соединительные провода (рекомендую вот такой набор);
• макетная плата (breadboard).

1 Технические характеристики логического анализатора Saleae logic analyzer

Логический анализатор - это инструмент для временного анализа цифровых сигналов. Это незаменимый, действительно незаменимый инструмент при отладке цифровой электроники. Оригинальные анализаторы от именитых производителей стоят больших денег. У наших китайских друзей можно купить такое устройство за копейки. Поэтому если у вас его ещё нет - обязательно приобретите. Возможности данного небольшого устройства весьма внушительны.

В таблице перечислены основные параметры логического анализатора, моей китайской копии анализатора фирмы Saleae .

2 Установка драйвера для логического анализатора Saleae

Для данного логического анализатора - китайской копии - к счастью, подходит драйвер от оригинала. Заходим на официальный сайт , скачиваем программу для своей операционной системы и устанавливаем её. Драйверы будут установлены вместе с программой. Кстати, обзор возможностей программы в виде инструкции на английском языке приложен в конце данной статьи.

Если у вас копия другой фирмы, например, USBee AX Pro, то с большой долей вероятности для него также подойдут драйверы от производителя анализатора-оригинала.

3 Примеры работы с логическим анализатором

Для первого эксперимента возьмём преобразователь USB-UART на микросхеме FTD1232. Подключим анализатор к порту USB. Выводы каналов с 1 по 6 подключим к выводам USB-UART преобразователя. По большому счёту, больше всего нас интересует только две линии - Rx и Tx, можно обойтись только ими. Преобразователь определился в системе как COM-порт. Запустим любую терминалку (вот, например, неплохая программа для работы с COM-портом) и подключимся к порту.

Запускаем программу Saleae Logic . Если драйверы для анализатора установлены корректно, в заголовке программы будет указано Connected - подключено. Допустим, мы не знаем на каком канале будет сигнал, а на каком нет, поэтому не будем выставлять триггер для начала захвата сигнала. Просто нажмём на стрелки большой зелёной кнопки Start (Старт) и выставим в поле Duration (Длительность), скажем, 10 секунд. Это время, в течение которого логический анализатор будет собирать приходящие по всем 8-ми каналам данные после нажатия кнопки «Старт». Запускаем захват и одновременно отправляем в COM-порт какое-нибудь сообщение. Через 10 секунд анализатор закончит сбор данных и выведет результат в поле просмотра сигналов. В данном случае сигнал будет лишь на одном канале, который присоединён к выводу Tx (передатчик) USB-UART преобразователя.

Для наглядности можно настроить декодер перехваченных данных. Для этого в правом столбце находим поле Analyzers , нажимаем иконку в виде плюса - «Добавить», указываем тип - Async Serial . Появится окно с выбором настроек. В первое поле вводим номер канала, на котором у вас данные. Остальное оставим как есть. После нажатия кнопки Save (Сохранить), над полем соответствующего канала появятся метки голубого цвета с отображением значений байтов, которые были перехвачены. Нажав на шестерёнку в данном дешифраторе, можно задать режим отображения значений - ASCII, HEX, BIN или DEC. Если вы передавали в COM-порт строку, выберите режим ASCII, и увидите тот текст, который был вами передан в порт.

Тут же, в правом столбце программы Saleae Logic, можно добавлять к перехваченным данным закладки, проводить измерения задержек и длительностей, выставлять всевозможные маркеры и даже проводить поиск по данным для декодированных протоколов.

Аналогичным образом подключим логический анализатор к преобразователю USB-RS485. Линии данных всего две, поэтому можно установить триггер срабатывания по фронту любого из каналов: сигнал в протоколе RS-485 дифференциальный и фронты импульсов появляются одновременно на каждом из каналов, но в противофазе.

Нажмём кнопку «Старт» в программе анализатора. С помощью нашей терминалки подключимся к USB-RS485 конвертеру и передадим какие-нибудь данные. По срабатыванию триггера программа начнёт собирать данные, по завершению выведет их на экран.

Программа Saleae Logic позволяет экспортировать сохранённые данные в виде изображений и текстовых данных, сохранять настройки программы, аннотации и декодеры каналов.

Последний пример в данном небольшом обзоре - захваченный кадр данных, переданный по последовательному протоколу SPI. В канале 2 виден сигнал выбора ведомого, в канале 0 - тактовые импульсы, а в канале 1 - собственно данные от ведущего устройства к ведомому.

Выводы

Логический анализатор может быть очень полезен при разработке и настройке всевозможных электронных устройств, при написании программного обеспечения, работающего в связке с железом, при работе с микроконтроллерами, ПЛИС и микропроцессорами, для анализа работы различных устройств и протоколов обмена данными, и для многих других применений. Кроме того, он портативен и не нуждается в отдельном питании.

Скачать инструкцию по работе с программой для логического анализатора Saleae

• Скачать инструкцию по работе с программой для логического анализатора Saleae с Depositfiles.com
• Скачать инструкцию по работе с программой для логического анализатора Saleae c File-upload.com
• Скачать инструкцию по работе с программой для логического анализатора Saleae c Up-4ever.com
• Скачать инструкцию по работе с программой для логического анализатора Saleae c Hitfile.com

0

Vassilis Serasidis Логический анализатор - это инструмент, который позволит увидеть и проанализировать последовательность логических 0 и 1 в цифровом сигнале. К примеру, можно изучить цифровой сигнал с ИК приемника-демодулятора типа TSOP-1736, выходные и входные сигналы микросхемы MAX232, а также шину I2C (линия тактирования и линия данных) во многих электронных устройствах. В статье мы рассмотрим конструкцию миниатюрного 4-канального логического анализатора с ЖК дисплеем от мобильного телефона Nokia 5110/3110. Основой конструкции является микроконтроллер Atmel ATmega8, помимо него используются еще несколько дискретных компонентов. Основные характеристики прибора: 4-канальный логический анализатор; возможность исследования сигналов с частотой до 400 кГц; входное напряжение до +5 В; ЖК дисплей с разрешением 84 × 48 точек; питание от 4 аккумуляторов 1.2 В, максимальное напряжение питания 4.8 В; память: от 3.7 мс для высокоскоростных сигналов до 36 с для низкоскоростных сигналов; кнопки управления; простая конструкция. Принципиальная схема На Рисунке 1 представлена принципиальная схема прибора. Сразу следует отметить, что прибор питается от 4 аккумуляторов с напряжением 1.2 В каждый.
Нажмите для увеличения Внимание!!! Питание от 4 батареек с напряжением 1.5 В недопустимо, при данной схеме прибора, так как напряжение 6 В может вывести из строя микроконтроллер и ЖК дисплей.
Выключатель S1 предназначен для подачи питания. Подтягивающие резисторы R2-R5 установлены с целью исключения появления ложных данных на цифровых входах прибора из-за влияния электромагнитных полей или при касании пальцами сигнальных щупов. Светодиод LED1 предназначен для индикации наличия сигнала на цифровых входах прибора и, следовательно, начала записи сигналов в память. В схеме используется ЖК индикатор от мобильного телефона Nokia 3310/5510, он рассчитан на работу при напряжении питания 3.3 В - 5.0 В, однако максимальное напряжение для подсветки дисплея - 3.3 В, поэтому в схеме установленo три последовательно включенных диода 1N4007 (D1-D3) по линии питания подсветки дисплея. Благодаря диодам напряжение снизится до 2.7 В и его вполне будет достаточно для питания подсветки. Процесс захвата данных и программное обеспечение Следует отметить, что автором подготовлены две версии прошивки микроконтроллера. Изначально, для версии 1.00 логического анализатора, использовалась интегрированная среда разработки AVR Studio 4.18, но затем автор перекомпилировал исходный код и для AVR Studio 5 - версия 1.01. После перекомпиляции под 5 версию среды разработки и дальнейшего тестирования прибора, было замечено улучшение стабильности захватываемых сигналов. Запись сигналов ведется во внутренний буфер памяти ОЗУ, который рассчитан на 290 отсчетов. Буфер данных образован 870 байтами (для 1 версии программы микроконтроллера) из которых 2 байта используются для счетчика и 1 байт для информирования о входном канале. В версии 1.01 буфер данных был сокращен до 256×3=768 Байт с целью увеличения скорости захвата данных, т.к. переменная размера буфера является 8-битной, вместо 16-битной, которая использовалась в первой версии ПО. После подачи питания, микроконтроллер переходит в режим ожидания импульса на любом из 4 входов прибора. По определению входного импульса микроконтроллер начинает подсчет времени до поступления следующего импульса на любом из 4 входов. Длительность выборки хранится в 16-битной переменной «counter». После переполнения этой переменной информация о состоянии 4 входов и значение счетчика сохраняются в буфере и значение его адреса увеличивается на три (2 байта для счетчика и 1 байт - информация о входной линии). Этот процесс повторяется пока микроконтроллер не заполнит весь буфер (870/3=290 выборок или импульсов). Процесс записи сигналов в память микроконтроллера изображен на рисунке 2. После заполнения буфера, все накопленные данные отображаются на ЖК дисплее в виде осциллограммы. Пользователь может управлять осциллограммой - передвигать влево (кнопка S3) или вправо (кнопка S4), чтобы просмотреть всю сохраненную последовательность импульсов. Если были записаны низкоскоростные сигналы, то пользователь может изменить масштаб в пропорции 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096 или 8192 нажатием на кнопку S2. При программировании микроконтроллера необходимо установить Fuse-биты в соответствии с рисунком. Вид печатной платы и расположение компонентов

В статье мы рассмотрим характеристики и устройство дешевого и простого многоканального логического анализатора для радиолюбителей и полупрофессионалов. Аппаратная часть прибора представляет собой модуль, который подключается к персональному компьютеру или ноутбуку. Посредством программного приложения, установленного на компьютере, осуществляется все управление прибором и визуализация передаваемых данных.

Основные характеристики прибора:

• до 32 входных каналов;
• память 128 КБайт на каждый канал;
• частота дискретизации до 100 МГц;
• вход внешнего тактирования;
• все входы совместимы с 3.3 В и 5 В логикой;
• настраиваемый размер буфера предвыборки/поствыборки кратный 8 КБайт;
• 16 битный генератор внутренней синхронизации;
• несколько режимов внутренней синхронизации;
• программируемая задержка синхронизации;
• программируемый счетчик событий синхронизации;
• вход внешней синхронизации;
• коммуникация с ПК по LPT (EPP режим) или USB интерфейсу;
• несколько версий приложений для ПК под различные операционные системы.

Основным элементом логического анализатора является ПЛИС , производства компании , которая и выполняет все основные функции. Принципиальная схема прибора изображена на Рисунке 1.

В качестве источника тактовой частоты для ПЛИС используется осциллятор IC4 (IC6), позаимствованный со старой материнской платы компьютера. Несмотря на то, что осциллятор рассчитан на работу при напряжении 5 В, проблем в работе прибора при питании его напряжением 3.3 В выявлено не было.

Для хранения выборок используется внешнее быстродействующее ОЗУ - микросхема .

Для питания прибора используется внешний источник с выходным напряжением до 15 В. ПЛИС и ОЗУ имеют напряжение питания 3.3 В, поэтому установлен регулятор напряжения 3.3 В серии LD1117DT33 .

Коннектор параллельного порта K7 размещен на плате логического анализатора и подключен непосредственно к ПЛИС. Печатная плата логического анализатора двухсторонняя, используются компоненты для поверхностного монтажа и обычные компоненты с выводами. Вид печатной платы показан на Рисунке 2.

Замечание. Вместо вывода 40 (Vss) микросхемы SRAM к «земле» подключен вывод 39 этой микросхемы. Решение: соединить на печатной плате вывод 39 и 40 вместе (вывод 39 не используется в микросхеме SRAM).

Для подключения к персональному компьютеру по интерфейсу USB необходимо использовать специальный адаптер, схема которого изображена на Рисунке 3.

Адаптер USB интерфейса для логического анализатора собран на микросхеме серии FT2232C производства компании FTDI. Данная микросхема объединяет в себе функциональность двух отдельных микросхем FT232BM и FT245BM. Она имеет два канала ввода/вывода, которые конфигурируются отдельно. Основные моменты конфигурации FT2232C для применения в составе прибора - это питание от USB интерфейса и режим эмуляции шины микроконтроллера (MCU Host Bus Emulation mode). Этот режим конвертируется в протокол EPP посредством мультиплексора IC3 74HCT4053D. Так как непосредственное декодирование сигналов /DST, /AST и RD/WR может вызывать конфликты таймингов, используется дополнительный сигнал A8, который используется в качестве сигнала RD/WR (чтение/запись) в периоды передачи данных по EPP протоколу.

Коннектор JTAG (CON2) используется для конфигурирования ПЛИС - это для будущих разработок, на текущий момент данный интерфейс не используется.

Микросхема EEPROM серии 93LC56 (IC2) хранит конфигурационные данные для микросхемы FT2232C и является обязательным элементом для правильного функционирования программируемого интерфейса. Для программирования данной микросхемы используется утилита FT_Prog (ранее она имела название MProg). Данная утилита и драйвера FT2232C доступны для скачивания на сайте компании FTDI.

Печатная плата адаптера разработана односторонней, что упрощает ее изготовление.

Существует также версия B 1.0 адаптера USB интерфейса (Рисунок 5). Данная версия отличается отсутствием коннектора JTAG и печатной платой, которая выполнена с учетом встраивания ее в корпус коннктора CANNON 25. Внешний вид собранных адаптеров а Рисунке 6.

a)	b)

Также имеется еще одна версия схемы логического анализатора (Рисунок 7), в которую уже интегрированы интерфейсы USB и LPT. Автором этого варианта является Bob Grieb и при разработке схемы использовалась среда TinyCAD, печатная плата для него разрабатывалась в редакторе FreePCB.