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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。 paper51.com 2 总体结构及各硬件设计 paper51.com 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。 copyright paper51.com
2.1 逻辑信号检测 copyright paper51.com 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。 paper51.com 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。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
单片机系统[2]由单片机（AT89C51）、点阵液晶显示模块和4×4键盘三部分组成，其示意图见图1的“单片机系统”部分。单片机的P0口在不同的时间段分别用于显示数据输出，逻辑信号采样数据输入，采样字节输出的数据传送；P1、P3口用于逻辑信号检测（见图3引脚标注）、CPLD点阵扫描控制（见图4引脚标注）和液晶显示模块的操作控制；P2口用于4×4键盘扫描及按键信息接受。单片机系统的键盘和显示部分用于完成1、3级触发方式，1级、3级触发字，16级门限电压选择，数据采集区的前、中、后显示页面（16字节）选择，时间线位置等参数的设定和显示，以及相关功能操作。 http://www.paper51.com |