简易逻辑分析仪(电子竞赛).pdf

《简易逻辑分析仪(电子竞赛).pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第六届全国大学生电子设计竞赛史慧、王琦、谢卫东简易逻辑分析仪2003年9月18日第六届全国大学生电子设计竞赛史慧、王琦、谢卫东目录摘要…………………………………………………………………2一、方案设计与论证1、数字信号发生器模块………………………………………32、8位输入、触发电路………………………………………33、存储电路……………………………………………………44、控制系统……………………………………………………45、波形显示模块………………………………………………5二、总体设计………………………………………………………6三、系统实现与理论分析1、

2、数字信号发生器模块………………………………………72、8路数据保持模块…………………………………………73、逻辑门限电压比较模块……………………………………84、输入数据采集模块…………………………………………85、数据存储模块………………………………………………96、示波器X-Y通道控制模块…………………………………107、触发点和时间线显示模块…………………………………118、键盘模块……………………………………………………12四、软件设计………………………………………………………13五、系统测试………………………………………………………14六、

3、结论……………………………………………………………15七、参考文献………………………………………………………16附录1:系统硬件电路原理图………………………………………171第六届全国大学生电子设计竞赛史慧、王琦、谢卫东摘要本设计采用单片机（89C51）和可编程逻辑器件（EPM7128）作为系统的控制核心。整个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

4、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。2第六届全国大学生电子设计竞赛史

5、慧、王琦、谢卫东一、方案设计与论证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。利用74LS199的并行置数功能可实现逻辑信号的预置；利用74LS199的移位功能可实现逻辑信号的循环、重复输出。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

6、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。16级逻辑门限可由键盘输入。此方案能实时的对信号进行采集、比较和存储。但需要的AD芯片较多，不宜采用。方案二：将8路输入信号通过8个比较器进行比较，比较器的基准电压可以接到DAC0832的输出端，单片机根据所需的逻辑门限电压，将其对应的数字量发送给DAC0832，在DAC0832的输出端即可得到所需的逻辑门限电压，可较好的实现16级逻辑门限的变化。此方案可实现题目的要求，但所用器件较多，且占用单片机较多的I/O口，故未采用。方案三：将8

7、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3第六届全国大学生电子设计竞赛史慧、王琦、谢卫东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。此方案容易控制，实现简单。故我们采用此方案。3、存储电路方案一：采用RAM（6264）作为数据存储器。单片机负责将波形数据写入RAM，CPLD控制RAM中波形数据的输出。EPM7128SLC-15内部门延时在几十纳秒级，RAM（6264）的读取速度小于100ns

8、，完全可以在示波器上显示八路信号。但因实现单片机和CPLD共同控制RAM（6264）的方法比较复杂，所以不采