逻辑分析仪设计报告

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1、選辑分析仪摘要：木系统是由羊片机作为主控制器、可编程器件作为辅助控制羊元来实现数字信号产生、逻辑信号采集和示波器显示。由单片机为核心的信号发生器，实现了预设码型的信号输出；数据采集模块的输入电路中的程控比较器，提高了输入信道的抗干扰能力。可编程器件FPGA特点在本系统屮的应用，大大减少了外围器件，增强了系统的可靠性。带有LCD敁示模块为用户控制提供友好的人机界面。关键字：信号发生器、FPGA,键盘、液晶方案论证与选择：方案一：以单片机为核心，利用其他数字芯片加以辅助。具体，由一块单片机产生序列信号，另外由两块笮片机构成逻辑分析仪，并输出控制

2、LCD和D/A,具体流程图如下：to单片机输出级TTL驱动-N■v/门限比较器键盘数字信号发生器键盘简易逻辑分析仪单片机►数码管单片机1方案一结构框图缺点：MCU处理速度较慢，不能实现高速的逻辑判断及访问。同时硬件电路也比较复杂，对硬件的要求叫高，容易造成逻辑电路错误，增加了错误发生的可能性，可靠性降低。方案二：利用FPGA的高速特点，实现系统并行工作，这是本方案相比于方案一的特色之一。用可编程器件可以高速完成单一功能模块。FPGA的使用弥补了单片机在高速采集和实时敁示的弱点，使整个系统的处理能力远超过当前微控制器的水平，这使设计十分具有发

3、挥的空间。而且通过合理地划分软硬件的工作量，将使软件控制和软件编写变得容易。如不图2所示，整个系统分为四大部分：单片机一，管理控制和显示；单什机二产生序列信号；FPGA存储数据，并管理触发，然后输出信号，控制D/A的输岀；D/A输出模拟信号，完成最后部分的双路信号输出。显小LCD数据RAMFPGA双通道1〉D/A89C51单片机1i>比较器采集存储FPGA示波器AZDA转换器89C51单片机2信号采集模块键盘数字信号控制部分发生器图1-3方案二结构框图优点:FPGA具冇高速计算能力，吋以很好的提高计算速度，同吋FPGA可以对硬什进行模拟，这

4、样可以减少了外围硬件的制作，提高电路的可靠性。经过考虑，选择方案二，它所使用的FPGA是当前较为热门的软件，具冇高度的拓展性和逻辑性，是学习和使用的绝佳选择。二、理论分析与参数计算：1、数字信号发生器(1)通道数：8路(2)最大模值：32位(3)频率：100Hz2、控制和显不(1)控制模块由4X4键盘输入，通过单片机控制并输出，于LCD显示并进行人机交互。(2)控制部分承担了触发字、门限电平的设置，同时可以设置出发方式以及三级出发字的设定。3、触发控制触发由读数据中的触发点在存储深度中的位置只与延迟计数的模值冇关，单片机可以通过程控延迟计数

5、器的模值M,来达到控制触发位置在存储深度屮任意可调的口的，延迟计数次数与触发位置在数值上是相等的，即式屮，L+表示回读数据屮触发位置距离正向最末一点的相对位置。三、电路阁及设计文件单片机部分主要功能：单片机部分实现控制、序列输入、液晶显示、门限管理等操作，通过4X4矩阵式键盘控制显示和序列以及门限电压。主耍组成部分：SST51、74HC574、74HC138、TLC5620、16X2液晶显示模块、4X4矩阵键盘门限电伍，利用单片机接受键盘控制，由TLC5620输出电压控制门限电平，然后输出到比较器LM339进行比较。然后得到所需要的数字信号

6、送到FPGA。触发字的发送，通过锁存器，将触发字锁存，然后利用T/0口想FPGA发送使能信号，读取锁存的值。信号采集与触发控制模块：该模块的功能由FPGA完成。所使用的Cyclone型FPGA中配置了控制电路，双口RAM,触发信号处理电路极限吋控制电路，各个模块之间的关系如图：比较器0]cfijrwCliMoot[7qtod•»

7、•••••••••••••••••••••••••••：«orc-o

8、：由于示波器只冇两路通道，为了同时显示八路数字信号，可将示波器设为XY显示方式，然后向X通道送入锯齿波信号，分时向Y通道送入八路信号，进行动态扫描。选取大于50Hz的频率就可以利