邏輯分析儀是分析數(shù)字系統(tǒng)邏輯關(guān)系的儀器。邏輯分析儀是屬于數(shù)據(jù)域測試[2]儀器中的一種總線分析儀,即以總線(多線)概念為基礎(chǔ),同時(shí)對多條數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)流進(jìn)行觀察和測試的儀器,這種儀器對復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)的測試和分析十分有效。邏輯分析儀是利用時(shí)鐘從測試設(shè)備上采集和顯示數(shù)字信號的儀器,最主要作用在于時(shí)序判定。
邏輯分析儀的使用步驟
1、硬件通道連接。首先我們要把邏輯分析儀的GND和待測板子的GND連到一起,以保證信號的完整性。然后把邏輯分析儀的通道接到待測引腳上,待測引腳可以用多種方式引出來。
2、通道數(shù)設(shè)置。一般情況下,大多數(shù)邏輯分析儀有8通道、16通道、32通道等數(shù)目。而我們采集信號的時(shí)候,往往用不到那么多通道,為了我們更清晰的觀察波形,可以把用不到的通道隱藏起來。
3、采樣率和采樣深度設(shè)置。首先要對待測信號最高頻率有個(gè)大概的評估,把采樣率設(shè)置到它的10倍以上,還要大概判斷一下我們要采集的信號的時(shí)間長短,在設(shè)置采樣深度的時(shí)候,盡量設(shè)置的有一定的余量。采樣深度除以采樣率,得到的就是我們可以保存信號的時(shí)間。
4、觸發(fā)設(shè)置。由于邏輯分析儀有深度限制,不可能無限期的保存數(shù)據(jù)。當(dāng)我們使用邏輯分析儀的時(shí)候,如果沒有采用任何觸發(fā)設(shè)置的話,從開始抓取就開始計(jì)算時(shí)間,一直到存滿我們設(shè)置的存儲(chǔ)深度后,抓取就停止。在實(shí)際操作過程中,開始抓取的一段信號可能是無用信號,有用信號可能就是其中一段,但是無用信號還占據(jù)了我們的存儲(chǔ)空間。在這種情況下,我們就可以通過設(shè)置觸發(fā)來提高存儲(chǔ)深度的利用率。比如我們?nèi)绻胱ト?a href="http://m.xsypw.cn/tags/uart/" target="_blank">UART串口信號,而串口信號平時(shí)沒有數(shù)據(jù)的時(shí)候是高電平,因此我們可以設(shè)置一個(gè)下降沿觸發(fā)。從點(diǎn)擊開始抓取,邏輯分析儀不會(huì)把抓到的信號保存到我們的存儲(chǔ)器中,而是會(huì)等待一個(gè)下降沿的產(chǎn)生,一旦產(chǎn)生了下降沿,才開始進(jìn)行真正的信號采集,并且把采集到的信號存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。也就是說,從點(diǎn)擊開始抓取到下降沿這段時(shí)間內(nèi)的無用信號,被我們所設(shè)置的觸發(fā)給屏蔽掉了,這是一個(gè)非常實(shí)用的功能。
5、抓取波形。邏輯分析儀和示波器不同,示波器是實(shí)時(shí)顯示的,而邏輯分析儀需要點(diǎn)擊開始,開始抓取波形,一直到存儲(chǔ)滿了我們所設(shè)置的存儲(chǔ)深度結(jié)束,然后我們可以慢慢的去分析我們抓到的信號,因此點(diǎn)擊“開始抓取”這個(gè)是必須要有的。
6、設(shè)置協(xié)議解析(標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議)。如果你抓取的波形是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,比如UART、I2C、SPI這種協(xié)議,邏輯分析儀一般都會(huì)配有專門的解碼器,可以通過設(shè)置解碼器,不僅僅像示波器那樣把波形顯示出來,還可以直接把數(shù)據(jù)解析出來,以十六進(jìn)制、二進(jìn)制、ASCII碼等各種形式顯示出來。
7、數(shù)據(jù)分析。和示波器類似,邏輯分析儀也有各種測量標(biāo)線,可以測量脈沖寬度,測量波形的頻率,占空比等信息,通過數(shù)據(jù)分析,查找我們的波形是否符合我們的要求,從而幫助我們解決問題。
邏輯分析儀怎樣分析485通訊口(測試)
1、 先用示波器配合普通探頭看一下波形,如圖1。
圖 1示波器配合普通探頭捕獲的波形
我們可以清楚的看到在通訊協(xié)議信號上疊加了非常大的共模干擾。這個(gè)共模干擾會(huì)完全擾亂協(xié)議閾值電平的判斷,無論是示波器還是邏輯分析儀,都無法設(shè)置出一個(gè)合理的閾值電平來進(jìn)行解碼。
2、 用示波器配合差分探頭看一下波形,如圖2。
圖 2示波器配合差分探頭捕獲的波形
使用差分探頭之后,共模干擾被消除,波形也變得比較完美。配合ZDS2024Plus的協(xié)議解碼功能可以直接解碼出對應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù),從下面參數(shù)測量的結(jié)果中看各項(xiàng)參數(shù)也都沒有異常。但是示波器只能抓一小段時(shí)間的信號,即使ZDS2024Plus有250M的存儲(chǔ)深度,觀測的最長波形時(shí)間也只有1400s,無法實(shí)現(xiàn)對協(xié)議信號長達(dá)幾小時(shí),甚至是幾天的監(jiān)控。但是市面上又幾乎找不到邏輯分析儀專用的差分探頭。
3、 使用485隔離模塊,配合示波器單端探頭觀測輸出波形。
我們選用RSM(3)485ECHT增強(qiáng)型隔離RS-485收發(fā)器,支持最大500K波特率,能夠?qū)崿F(xiàn)485通訊的隔離。如圖3。
圖 3RS485隔離模塊
針對隔離之后的波形,使用示波器配合普通探頭觀測的波形,如圖4:
圖 4隔離之后,示波器配合普通探頭捕獲的波形
從圖片上可以看出,使用示波器+普通探頭測量隔離之后的485信號依然可以得到比較完美的波形,與差分探頭效果相當(dāng)。
4、 使用485隔離模塊后,使用邏輯分析儀長期監(jiān)測485通訊波形,如圖 5。
圖 5邏輯分析儀配合隔離模塊記錄14萬幀信號
并不一定需要買什么差分探頭,如果只是監(jiān)控RS485總線上的信號,只要用一塊RS485隔離模塊就好了。打開邏輯分析儀,啟動(dòng)記錄模式,無論是記錄一段,還是一天,都完全OK。
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