Реклама на сайте English version  DatasheetsDatasheets

KAZUS.RU - Электронный портал. Принципиальные схемы, Datasheets, Форум по электронике

Новости электроники Новости Литература, электронные книги Литература Документация, даташиты Документация Поиск даташитов (datasheets)Поиск PDF
  От производителей
Новости поставщиков
В мире электроники

  Сборник статей
Электронные книги
FAQ по электронике

  Datasheets
Поиск SMD
Он-лайн справочник

Принципиальные схемы Схемы Каталоги программ, сайтов Каталоги Общение, форум Общение Ваш аккаунтАккаунт
  Каталог схем
Избранные схемы
FAQ по электронике
  Программы
Каталог сайтов
Производители электроники
  Форумы по электронике
Удаленная работа
Помощь проекту

4-канальный логический анализатор на PIC микроконтроллере

Часто при проверке цифровых сигналов или при отладке своих устройств необходим логический анализатор, тем более что все больше устройств разрабатывается на микроконтроллерах. Здесь рассматривается простое решение логического анализатора, который может использоваться для большинства цифровых сигналов, а также имеет функцию памяти.

 

 

Основные параметры устройства:

  • Базовый компонент: PIC18F4580
  • Частота дискретизации: 200 Гц – 2 МГц
  • Количество каналов: 4
  • Память: 1024 отсчета на каждый канал
  • Матричный LCD дисплей: 64×128 точек
  • Напряжение питания: 9 В аккумулятор


Лучший способом для изучения цифрового сигнала это применение логического анализатора и чаще всего он должен быть компактным, переносным. Данный логический анализатор имеет 4 канала, очень компактный и питается от батареи. Максимальная частота выборок 2 МГц, а также устройство имеет достаточную память для хранения 1024 выборок сигнала. Матричный LCD дисплей с разрешением 64×128 точек достаточно точно отображает и дает ясное представление о цифровых сигналах. Схема 4-канального логического анализатора показана на рисунке ниже. 

 


Основой устройства является микроконтроллер PIC18F4580, который производит выборки и управляет LCD дисплеем (например, DEM128064A), управление возможно при помощи клавиатуры из 5 кнопок (S1- S5). Кварцевый резонатор (X1, 10 МГц) определяет максимальную частоту выборок. Интегрированный в микроконтроллер модуль PLL используется для получения внутренней частоты 40 МГц, которая является максимальной по заявлениям производителя компании Microchip.

Диоды D1 – D8 защищают входы микроконтроллера от слишком высокого или отрицательного напряжения. Входные сигналы поступает на входы микросхемы IC1 74HC04N выступающей в роли буфера. Факт того, что сигналы инвертированы в этом случае для нас не важен, т.к. vs можем легко преобразовать его программно. Сигналы после буферной микросхемы поступают непосредственно на входы микроконтроллера RA1 – RA4, где уже программно обрабатываются. 

Потенциометр P1 необходим для регулировки контрастности дисплея, транзистор T1 управляет подсветкой. Звуковой излучатель BZ1 сигнализирует о начале очередного цикла записи данных (о начале сэмплирования), а также при переключении между режимами работы. Для клавиш управления (S1 – S5) не требуется схемы подавления дребезга контактов, т.к. этот процесс реализуется программно.

Источник питания устройства служит для обеспечения устройства стабилизированным напряжением 5 В (питание микроконтроллера и микросхемы 74HC04N) и напряжением 9 В, используемого для подсветки дисплея. Цепь T2, R1, R17, D12 реализует схему зарядки 9 В аккумулятора при подключении внешнего источника питания 9 – 12 В. При использовании стандартного светодиода, с падением напряжения 1.5 В, ток зарядки аккумулятора будет равен: 


(1.5 – 0.6)/56 = 16 мА,


что, при использовании NiMH аккумулятора емкостью 160 мАч достаточно. Батарея в таком случаем будет полностью заряжена приблизительно через 10 часов. В течении зарядки светодиод D12 будет включен.


Управление:

Клавиша S1 используется для выбора частоты дискретизации (развертки) и может принимать значения: 5/10/20/50/100/200/500 мкс/деление и 1/2/5 мс/деление.

Клавиша S2 служит для выбора канала для триггера синхронизации/запуска, а клавиша S3 – для выбора условия срабатывания триггера синхронизации: нарастающий или спадающий фронт. 

Клавиша S4 имеет несколько функций: старт/стоп устройства, очистка дисплея. При кратковременном нажатии происходит старт устройства (ожидание условия старта записи данных), после выполнения синхронизирующего условия микроконтроллер производит 1024 выборки каждого канала и сохраняет их. Если снова нажать кнопку S4, микроконтроллер снова сделет 1024 выборки после выполнения условия синхронизации. При длительном удержании клавиши S4 выполняется очистка дисплея. 

Клавиша S5 включает/выключает подсветку дисплея, но по прошествии 1 минуты или при детектировании разряженного аккумулятора она автоматически выключается. 

Последние параметры настройки развертки, условия и источника синхронизации сохраняются в EEPROM микроконтроллера и используются при следующем включении устройства. 


Работа микроконтроллера:

С целью получения максимально возможной частоты выборок сигнала, мы первоначально позволяем микроконтроллеру записывать полученные данные в ОЗУ, при совпадении условия синхронизации. Для этого используются следующая инструкция: 

movff port a, postinc0

Эта инструкция осуществляет копирование содержимого порта в ОЗУ и инкремент адреса ОЗУ на единицу. Этот цикл повторяется 1024 раз. По окончанию этого цикла 128 выборок считываются из ОЗУ и отображаются на дисплее.
При кратковременном нажатии клавиши S4 – микроконтроллер переходит в режим работы с памятью и ожидает выполнения условия запуска/синхронизации, на дисплее в это время в правом углу отображается символ «R». После выполнения синхронизации, считанные 1024 сохраняются в ОЗУ, значок «R» сменяется на «S» и дисплей отображает первые 128 выборок каждого канала. При помощи клавиш S1 и S2 пользователь может прокручивать данные в пределах памяти, курсор внизу дисплея показывает - данные из какой области памяти в данный момент отображаются.
Следующее короткое нажатие на клавишу S4 – устройство снова делает выборки и сохраняет их в памяти, но на дисплее будут отображаться данные из той области памяти, которую пользователь просматривал до нажатия кнопки S4, что в некоторых случаях является полезной функцией.

При удержании клавиши S4 длительное время (услышите один звуковой сигнал) – будут произведены выборки, но дисплей будет отображать данные из начальной (первые 128 выборок) области памяти. При удержании клавиши S4 более длительное время (два звуковых сигнала) – устройство переходит в режим отображения в реальном времени первых 128 выборок на дисплее. 

При работе с прибором, если какие-то каналы не используются, их лучше соединить с «минусом» источника питания, чтобы исключить искажение данных. 

В заключении, хочется отметить, что данный логический анализатор не предназначен для наблюдения и анализа сигналов с очень высокой частотой. Применение его – изучение сигналов последовательных протоколов, наблюдение сигналов «медленных» микроконтроллеров и пр. 

В архиве DataSheet на дисплей, исходник на ASM, прошивка для микроконтроллера и печатная плата в формате PDF 


C этой схемой также часто просматривают:

Генератор видеосигнала на микроконтроллере PIC16F84
ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НА PIC-КОНТРОЛЛЕРЕ
Логический пробник
Световой анализатор телефонной линии
ПРОСТОЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК
Самодельный MP3 плеер своими руками на PIC микроконтроллере
Часы идущие по GPS
Большие светодиодные часы на PIC16F84A
RGB LED PWM Driver

Главные категории

Arduino


Аудио


В Вашу мастерскую


Видео


Для автомобиля


Для дома и быта


Для начинающих


Зарядные устройства


Измерительные приборы


Источники питания


Компьютер


Медицина и здоровье


Микроконтроллеры


Музыкантам


Опасные, но интересные конструкции


Охранные устройства


Программаторы


Радио и связь


Радиоуправление моделями


Световые эффекты


Связь по проводам и не только...


Телевидение


Телефония


Узлы цифровой электроники


Фототехника


Шпионская техника



Реклама на KAZUS.RU




Последние поступления

USB измеритель LC на микроконтроллере

Электронный строительный уровень

Тестер UTP из 10 деталей со знакосинтезирующим ЖКИ

Цифровой термометр

Карманный осциллограф на микроконтроллере

Встраиваемый измеритель тока и напряжения на PIC12F675

Вольтметр до 30 вольт на MSP430

Прибор для контроля многожильных кабелей

Частотомер на микроконтроллере

Схема приставки к вольтметру для проверки стабилитронов и динисторов



© 2003—2017 «KAZUS.RU - Электронный портал»