易邏輯分析儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖572簡易邏輯分析儀系統(tǒng)方框圖－精品完整版

1、一、 易邏輯分析儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)由3個AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)組成，系統(tǒng)方框圖如圖所示。一片AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)A產(chǎn)生8路可預(yù)置的循環(huán)移位邏輯信號序列；一片AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)B實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；另一片AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)C用于觸發(fā)并顯示信號。采用雙口RAM，具有分頁顯示、可移動時間標(biāo)志線、可設(shè)定觸發(fā)位、連續(xù)間斷觸發(fā)觸發(fā)方式多樣等功能。圖5.7.1 8路數(shù)字信號發(fā)生器與簡易邏輯分析儀結(jié)構(gòu)框圖圖 簡易邏輯分析儀系統(tǒng)方框圖 AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)A根據(jù)預(yù)置的循環(huán)移位元邏輯信號序列（通過8路開關(guān)設(shè)置），循環(huán)移位元邏輯輸出這個序列，時鐘頻率為100Hz，同時把這個時鐘信號輸出給

2、系統(tǒng)C作為信號采樣時鐘。AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)B控制一塊64*128的點(diǎn)陣液晶，接收鍵盤輸入。菜單功能詳細(xì)且操作方便，可設(shè)置該邏輯分析儀的工作方式。工作方式按一定的格式寫入雙口RAM，將被系統(tǒng)C讀取。同時把用戶設(shè)置的門限電平值進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，與循環(huán)移位元邏輯輸入信號相比較。工作方式設(shè)置完畢后，可從雙口RAM讀時間標(biāo)志線所對應(yīng)時刻的8路輸入信號的邏輯狀態(tài)，并在液晶屏上顯示。AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)C根據(jù)單片機(jī)A送來的100Hz信號采樣時鐘對比較器輸出的信號序列進(jìn)行采樣，讀取雙口RAM的工作方式設(shè)置，判斷觸發(fā)點(diǎn)，向雙口RAM寫時鐘RAM寫時鐘標(biāo)志線對應(yīng)時刻的輸入信號邏輯狀態(tài)。一、 電路數(shù)字信

3、號發(fā)生器電路設(shè)計(jì)通過8路開關(guān)設(shè)置循環(huán)移位元邏輯信號序列，輸入AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)A的PI口，由89S52內(nèi)部定時器在P3.7產(chǎn)生100HZ的時鐘信號,在P3.2輸出預(yù)置波形,通過移位寄存器74HC164產(chǎn)生8路循環(huán)移位序列信號。8路循環(huán)移位序列信號產(chǎn)生電路4如圖所示。移位寄存器74HC164的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。74HC164引腳端功能表如表所列。圖5.7.3 8路循環(huán)移位序列信號產(chǎn)生電路圖5.7.4 74HC164的內(nèi)部結(jié)構(gòu)表5.7.1 74HC164引腳端功能表工作模式輸入輸出 MRA BQ0Q1Q7復(fù)位LX XLLL移位HL LLQ0Q6HL HLQ0Q6HH LLQ0Q6HH HH

4、Q0Q6注：H=高電平；L=低電平；X=任意三、8位輸入電路設(shè)計(jì) AT89S52單片機(jī)小系統(tǒng)C接收用戶設(shè)定的門限電壓后,控制AD7520為10位的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,最高輸出為4V.它的參考電壓一般取-5V,工作在單極性輸出方式.NE5532為雙低噪聲運(yùn)算放大器,將電流型輸出轉(zhuǎn)換為電壓型輸出,接入比較器LM339即得后級觸發(fā)所需數(shù)字信號,LM339的輸入阻抗可達(dá)到50K歐姆.AD7520應(yīng)用電路如圖所示.NE5532的引腳端封狀形式和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5.7.6所示.構(gòu)成的8位輸入電路4如圖5.7.7所示. 把VDD(-15-12V)的電壓通過LM7905,輸出穩(wěn)定的-5V,作為AD7520的基準(zhǔn)電壓VR

5、EF.這保證了在VDD不穩(wěn)定的情況下,也能提供較精確的門限電壓.AD7520數(shù)字輸入與模擬輸出關(guān)系如表所列.圖5.7.5 AD7520應(yīng)用電路圖 NE5532引腳端封裝形式與內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖5.7.7 8位輸入電路表5.7.2 AD7520數(shù)字輸入與模擬輸出關(guān)系數(shù)字輸入模擬輸出數(shù)字輸入模擬輸出1111111111-VREF/（1-2-N）0111111111-VREF/（1/2-2-N）1000000001-VREF/（1+2-N）0000000001-VREF/（2-N）1000000000-VREF/200000000000注：LSB=2-nVREF; N=8(AD7520); N=10(AD7

6、521)四、邏輯分析儀的功能實(shí)現(xiàn) 簡易邏輯分析儀可采用數(shù)字信號的時鐘脈沖作為數(shù)字信號的采樣時鐘,將該信號接入AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)C的外部中端0端,取下降沿觸發(fā),在中斷處理程序中對8路信號進(jìn)行采集、存儲及觸發(fā)判斷. 頻率選擇.根據(jù)人眼能夠接受的閃爍程度的底線,為了清晰、穩(wěn)定地在示波器上顯示波形，選擇示波器一屏的掃描頻率大于30HZ。在示波器上一行西安市20位，每位的寬度和高度民主各有12個點(diǎn)，共有8行。為了盡可能地提高這里的掃描頻率，單片機(jī)小系統(tǒng)使用20MHZ的晶振。 信號采集。在時鐘下降沿后采集8路輸入信號，可避免信號沖突時的誤觸發(fā)。8路輸入信號以一個字節(jié)的方式存入雙口RAM。 觸發(fā)方式。

7、本系統(tǒng)具備多種邏輯狀態(tài)分析觸發(fā)功能，可實(shí)現(xiàn)單級、二級、三級、四級邏輯狀態(tài)觸發(fā)，其中多級觸發(fā)可實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)字的連接觸發(fā)和間斷觸發(fā)。觸發(fā)路數(shù)可為18，且對多級觸發(fā)中的各級可設(shè)置不同路觸發(fā)信號。通過單片機(jī)并編程實(shí)現(xiàn)。 觸發(fā)位置顯示。采用示波器的X-Y顯示方式，即X、Y電平值與顯示點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)成正比。單片機(jī)系統(tǒng)C根據(jù)顯示的8路信號，通過8255輸出數(shù)字電平與AD7520輸出模擬信號進(jìn)入示波器的X、Y通道可得所需波形。 本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)觸發(fā)位置可調(diào)及顯示可移動的標(biāo)志線，并在末行用小箭頭指示觸發(fā)位置。此外，本系統(tǒng)支持分頁顯示功能，以20位為一頁，CY7C136共有2KB容量，故可分約100頁顯示。因本系統(tǒng)僅為

8、一個簡易邏輯分析儀，只分3頁，60位存儲深度。若要增加頁數(shù)及存儲深度，則可使用同樣方法由單片機(jī)并編程來實(shí)現(xiàn)。 由于多級觸發(fā)，無論是連續(xù)還是間斷的，都以最后一個觸發(fā)字對應(yīng)用戶輸入的觸發(fā)位置，顯示前后共60位波形。五、雙端口RAM電路設(shè)計(jì) CY7C136是一個雙端口的RAM存儲器，存儲容量為2K*8位，存儲速度為15ns，電源電壓為5V，工作電流ICC=90mA（最大值），具有自動低功耗模式。CY7C136的應(yīng)用電路如圖578所示。（a） 應(yīng)用電路示意圖（b） 存儲深度擴(kuò)展應(yīng)用圖 CY7C136的應(yīng)用電路六、液晶顯示器電路設(shè)計(jì) 液晶顯示器電路采用RT12864M圖形液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動/列驅(qū)

9、動和128*64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成，可完成圖形顯示，也可顯示8*4個（16*16點(diǎn)陣）漢字。電源電壓VDD為+5V，模塊內(nèi)自帶-10V負(fù)電壓，用于LCD的驅(qū)動。顯示尺寸為128（列）*64（行）點(diǎn)，模塊體積為113mm*65mm*11mm。有7種指令操作，與單片機(jī)接口采用8位數(shù)據(jù)總線并行輸入/輸出和8條控制線。RT12864M的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖579所示，其引腳端功能如表573所列。在圖579中，IC3為行驅(qū)動器，IC1、IC2為列驅(qū)動器。IC1、IC2、IC3含有如下主要功能器件。圖 RT12864M的內(nèi)部結(jié)構(gòu)表 RT12864M的引腳端功能引腳符號電平功能引腳符號電平功能1VSS0V電源地7

10、DB0H/L數(shù)據(jù)線2VDD5.0V電源電壓8DB1H/L數(shù)據(jù)線3VO_液晶顯示器驅(qū)動電壓9DB2H/L數(shù)據(jù)線4D/IH/LD/I=“H”表示DB7DB0為顯示數(shù)據(jù)D/I=“L”表示DB7DB0為顯示指令數(shù)據(jù)10DB3H/L數(shù)據(jù)線11DB4H/L數(shù)據(jù)線12DB5H/L數(shù)據(jù)線13DB6H/L數(shù)據(jù)線5R/WH/LR/W=“H”，E=“H”,數(shù)據(jù)被讀取到DB7DB0R/W=“L”，E=“HL”, DB7DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR14DB7H/L數(shù)據(jù)線15CS1H/LH:選擇芯片（右半屏）16CS2H/LH:選擇芯片（左半屏）6EH/L使能信號：R/W=“L”，E信號下降沿鎖存DB7DB0 R/W=“

11、H”，E=“H”DRAM數(shù)據(jù)讀到DB7DB017RETH/L復(fù)位信號，低電平復(fù)位18VEE-10VLCD驅(qū)動負(fù)電壓19IED+DC(+5V)背光板電源正端20IED-DC(0V)背光板電源負(fù)端 指令寄存器（IR）。IR用來寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器的寄存數(shù)據(jù)相對應(yīng)。當(dāng)D/I=1時，在E信號下降沿的作用下，指令碼寫如IR。 數(shù)據(jù)寄存器（DR）。DR用來寄存數(shù)據(jù)，與指令寄存器寄存指令相對應(yīng)。當(dāng)D/I=1時，在E信號的下降沿作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫如DR，或在E信號高電平作用下由DR讀到DB7DB0數(shù)據(jù)總線。DR和DDRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動執(zhí)行的。 忙標(biāo)志BF。BF標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。BF

12、=1時，表示模塊在進(jìn)行內(nèi)部操作，此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)；BF=0時，表示模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)。 利用STATUS READ指令，可將VF讀到DB7總線，從而檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。 顯示控制觸發(fā)器DFF。此觸發(fā)器用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。DFF=1，為開顯示（DISPLAY ON），DDRAM的內(nèi)容就顯示在屏幕上；DDF=0，為關(guān)顯示（DISPLAY OFF）。DDF的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號控制的。XY地址計(jì)數(shù)器。XY地址計(jì)數(shù)器是一個9位計(jì)數(shù)器。高3位是X地址計(jì)數(shù)器，低6位為Y地址計(jì)數(shù)器。X、Y地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是作為DDRAM的地址指針，X

13、地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的頁指針，Y地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。X地址計(jì)數(shù)器沒有計(jì)數(shù)功能，只能用指令設(shè)置。Y地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)計(jì)數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫入后，Y地址自動加1，Y地址指針為063。顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）。DDRAM是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)為1表示顯示選擇；數(shù)據(jù)為0表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯示為制的關(guān)系見廠商產(chǎn)品資料中的DDRAM地址表。Z地址計(jì)數(shù)器。Z地址計(jì)數(shù)器是一個6位計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器具備循環(huán)計(jì)數(shù)功能，它用于顯示行掃描同步。當(dāng)一行掃描完成時，此地址計(jì)數(shù)器自動加1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，RST復(fù)位后Z地址計(jì)數(shù)器為0。Z地址計(jì)數(shù)器可用指令DISPLAY START

14、 LINE預(yù)置。因此，顯示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的數(shù)據(jù)從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。次模塊的DDRAM共64行，屏幕可以循環(huán)滾動顯示64行。RT12864M與單片機(jī)的接口電路和讀/寫時序如圖5710所示。RT12864M指令表如表574所列。指令指令碼功能RWDID7D6D5D4D3D2D1D0顯示ON/OFF0000111111/0控制顯示器的開關(guān),不影響DDRAM中數(shù)據(jù)和內(nèi)部狀態(tài)顯示起始行0011顯示起始行(063)指定顯示屏從DDRAM中哪一行開始顯示數(shù)據(jù)設(shè)置X地址0010111X地址(07)設(shè)置DDRAM中的頁地址(X地址)設(shè)置Y地址0001Y地址(063)設(shè)置地址(Y地址)讀狀態(tài)10BUSY0ON/OFFRST0000RET:“1”復(fù)位；“0”正常ON/OFF：“1”顯示開；“0”顯示關(guān)BUSY：“0”準(zhǔn)備；“1”運(yùn)行寫顯示數(shù)據(jù)01顯示數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)DB7DB0寫DDRAM讀顯示數(shù)據(jù)01顯示數(shù)據(jù)讀DDRAM數(shù)據(jù)DB7DB0七、單片機(jī)系統(tǒng)之間的通信 單片機(jī)系統(tǒng)B與單片機(jī)系統(tǒng)C之間通過雙口RAM實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，包括觸發(fā)方式（幾級觸發(fā)、連續(xù)或間斷觸發(fā)）、觸發(fā)哪幾路信號及各級觸發(fā)、時間標(biāo)志線移動位置及對應(yīng)邏輯狀態(tài)等。兩個系統(tǒng)在雙口RAM的指定位置存放這些信息，用專用口通知讀取。 因時間標(biāo)志線