Если кто не в курсе - логический анализатор это как очень многоканальный осциллограф с очень большой памятью и очень маленькой чувствительностью (прошу тех кто понимает не пинаться). Служит для съема цифрового сигнала в лог для последующего его анализа.

Ссылка в обзоре на аналогичный анализатор у другого прода, я брал , но сейчас у прода этого товара нет. Выбирал прода по картинкам с внутренностями, это важно.

Итак - китайский клон 16 канального логического анализатора на 100МГц. Версия 2 поддерживает оригинальный софт Saleae Logic последней версии 1.1.15.

В комплекте идет длиннющий юсб шнур, 4 щупа-прищепки и пачка проводов на 16 сигналов и 4 массы (провода отдельные, каждый со своей клеммой, я сразу с одного конца клеммы поснимал и заделал в общую колодку для удобства). Софта в комплекте нет, нужно скачать .

Анализатор построен на МК Cypress CY7C68013A (юсб драйвер, на нем строят 10МГц анализаторы на 8 каналов), плис Xilinx Spartan3 (им видимо буферизируют на 100МГц) и логическом конвертере ALVC164245. Тут очень важно наличие последней МС, поскольку на али анализаторы со входом подключенным к Плиске через простой делитель, что при превышении допустимого напряжения наверняка ее убьет.

Я не очень хочу морочиться с проверкой всех каналов, ограничимся тремя, тем более, что больше щупов у меня нет:)

Первый тестовый стенд - моушн контроллер на 100кГц, анализируем сигналы enable\step\dir на частоте 500кГц и длинне 10млрд семплов.

В лог влезло включение контроллера, подача enable, переключение dir и импульсы step, всего около 20 секунд и еще куча времени оставалось (я даже затрудняюсь сказать сколько точно, полоска прогресса не заполнилась не на деление). Софт анализатора позволяет писать неограниченное кол-во времени, сколько хватит ОЗУ.

Отрезок ускорения.

Ход на полной скорости. Видно, что контроллер генерирует сигнал недостаточно качественно.

Второй стенд собран на ардуине дуе. К сожалению мне никак не удалось выжать с нее больше 10МГц, скетч получился вот такой:
void setup() { pinMode(23, OUTPUT); digitalWrite(23, LOW); } void loop() { /* 300kHz */ //digitalWrite(23, HIGH); //digitalWrite(23, LOW); /* 10MHz */ noInterrupts(); tst: REG_PIOA_ODSR = 0xFFFF; __asm__("nop\n\t"); REG_PIOA_ODSR = 0x0000; goto tst; }

И сразу затык - анализатор отказался работать на скорости выше 40МГц, сообщая что сигнал на заданной скорости получит не удалось. Владельцы пишут что проблемы скорее всего в юсб кабеле, однако я перепробовал все имеющиеся и не один не подошел. Т.е. скорее всего на скорости >40МГц лучше не рассчитывать.

Выводов делать не буду, покупка для меня не однозначная. С одной стороны получить 100МГц мне не удалось, с другой такая частота мне и не нужна вовсе. Учитывая стоимость анализатора думаю ему это можно простить.

UPD1!

Удалось захватить 2 канала на 50МГц и 1 на 100МГц

UPD2!

Для работы в сложных цифровых схемах китайский логический анализатор вещь крайне необходимая. Подкупает так же и его небольшая цена и удобное программное обеспечение. И он вполне меня устраивал пока не возникла необходимость одновременно просмотреть работу разных узлов схемы, питающихся от разных источников и не имеющих общей земли. Изначально анализатор имеет 8 не развязанных по питанию каналов с амплитудой импульсов на входе 5 вольт. Данная доработка позволяет сделать входы анализатора гальванически развязанными и работать с импульсами амплитудой от 3-х вольт до 25 вольт. Положение галетных переключателей выбирается в зависимости от размаха входных импульсов. Но расчетно схема сохранит работоспособность до 65 вольт.

В схеме используются высокоскоростные оптроны, рассчитанные для работы в оптоволоконных сетях. Частотные характеристики оптрона выше, чем может пропустить анализатор,так как минимальная длительность импульса которую может зарегистрировать анализатор составляет что то около 42 наносекунд. Ток светодиода оптрона выбран в районе 6-7,5mA. Оптрон допускает повышение тока до 15mA. А такой ток возникнет при входном напряжении 65 вольт при положении галетного переключателя "25v".

Конкретно моя плата содержит 4 гальванически развязанных канала и 4 не развязанных с 5-ти вольтовыми входами. Питание подается с платы анализатора. При этом надо провести некоторую доработку: достать из корпуса плату анализатора, перерезать дорожку идущую к выводу 9 разъема и подать на этот вывод через резистор 10 Ом напряжение с правого вывода LM1117.

Схема и конструкция получились достаточно простыми, а возможностей использования добавилось значительно.
При испытании гальванически развязанных входов, для чистоты эксперимента, входы подключались параллельно. Т.е взаимно соединялись 4 входа IN A,B,C,D и соответственно Gnd A,B,C,D . Переключатели устанавливались в одинаковое положение. Импульсы создавались искусственным дребезгом контактов и внешним источником питания на соответствующее напряжение.

При сборке использовались оптроны 6N137, переключатели МПН-1, в делителях стоят резисторы смд0805, но поместятся и 1206.При впаивании шлейфа для подключения к анализатору частично изменена последовательность, но на плате все подписано.

Вместо переключателей МПН-1 можно использовать любые другие, правда при этом придется корректировать печатную плату или использовать провода. Автор - Дубовицкий Николай.

Vassilis Serasidis

Логический анализатор - это инструмент, который позволит увидеть и проанализировать последовательность логических 0 и 1 в цифровом сигнале. К примеру, можно изучить цифровой сигнал с ИК приемника-демодулятора типа TSOP-1736 , выходные и входные сигналы микросхемы , а также шину I2C (линия тактирования и линия данных) во многих электронных устройствах.

В статье мы рассмотрим конструкцию миниатюрного 4-канального логического анализатора с ЖК дисплеем от мобильного телефона Nokia 5110/3110. Основой конструкции является микроконтроллер , помимо него используются еще несколько дискретных компонентов.

Основные характеристики прибора:

4-канальный логический анализатор;
возможность исследования сигналов с частотой до 400 кГц;
входное напряжение до +5 В;
ЖК дисплей с разрешением 84 × 48 точек;
питание от 4 аккумуляторов 1.2 В, максимальное напряжение питания 4.8 В;
память: от 3.7 мс для высокоскоростных сигналов до 36 с для низкоскоростных сигналов;
кнопки управления;
простая конструкция.

Принципиальная схема

На Рисунке 1 представлена принципиальная схема прибора. Сразу следует отметить, что прибор питается от 4 аккумуляторов с напряжением 1.2 В каждый.

Внимание!!!

Питание от 4 батареек с напряжением 1.5 В недопустимо, при данной схеме прибора, так как напряжение 6 В может вывести из строя микроконтроллер и ЖК дисплей.

Выключатель S1 предназначен для подачи питания. Подтягивающие резисторы R2-R5 установлены с целью исключения появления ложных данных на цифровых входах прибора из-за влияния электромагнитных полей или при касании пальцами сигнальных щупов. Светодиод LED1 предназначен для индикации наличия сигнала на цифровых входах прибора и, следовательно, начала записи сигналов в память.

В схеме используется ЖК индикатор от мобильного телефона Nokia 3310/5510, он рассчитан на работу при напряжении питания 3.3 В - 5.0 В, однако максимальное напряжение для подсветки дисплея - 3.3 В, поэтому в схеме установленo три последовательно включенных диода (D1-D3) по линии питания подсветки дисплея. Благодаря диодам напряжение снизится до 2.7 В и его вполне будет достаточно для питания подсветки.

Процесс захвата данных и программное обеспечение

Следует отметить, что автором подготовлены две версии прошивки микроконтроллера. Изначально, для версии 1.00 логического анализатора, использовалась интегрированная среда разработки AVR Studio 4.18, но затем автор перекомпилировал исходный код и для AVR Studio 5 - версия 1.01. После перекомпиляции под 5 версию среды разработки и дальнейшего тестирования прибора, было замечено улучшение стабильности захватываемых сигналов.

Запись сигналов ведется во внутренний буфер памяти ОЗУ, который рассчитан на 290 отсчетов. Буфер данных образован 870 байтами (для 1 версии программы микроконтроллера) из которых 2 байта используются для счетчика и 1 байт для информирования о входном канале. В версии 1.01 буфер данных был сокращен до 256×3=768 Байт с целью увеличения скорости захвата данных, т.к. переменная размера буфера является 8-битной, вместо 16-битной, которая использовалась в первой версии ПО.

После подачи питания, микроконтроллер переходит в режим ожидания импульса на любом из 4 входов прибора. По определению входного импульса микроконтроллер начинает подсчет времени до поступления следующего импульса на любом из 4 входов. Длительность выборки хранится в 16-битной переменной «counter». После переполнения этой переменной информация о состоянии 4 входов и значение счетчика сохраняются в буфере и значение его адреса увеличивается на три (2 байта для счетчика и 1 байт - информация о входной линии). Этот процесс повторяется пока микроконтроллер не заполнит весь буфер (870/3=290 выборок или импульсов). Процесс записи сигналов в память микроконтроллера изображен на рисунке 2.

После заполнения буфера, все накопленные данные отображаются на ЖК дисплее в виде осциллограммы. Пользователь может управлять осциллограммой - передвигать влево (кнопка S3) или вправо (кнопка S4), чтобы просмотреть всю сохраненную последовательность импульсов. Если были записаны низкоскоростные сигналы, то пользователь может изменить масштаб в пропорции 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096 или 8192 нажатием на кнопку S2.

При программировании микроконтроллера необходимо установить Fuse-биты в соответствии с рисунком.

Вид печатной платы и расположение компонентов

Демонстрация работы прибора

Загрузки

Принципиальная схема, рисунок печатной платы, исходный код и файл для прошивки микроконтроллера (v1.0, AVR Studio 4.18) -

Исходный код и файл для прошивки микроконтроллера (v1.01, AVR Studio 5) -

Как я понял, ваш дисплей с "резинкой", установлен он на самодельную платку, т.е. токопроводящая резинка касается дорожек которые вы нарезали на платке. Если так, то учтите - это самое слабое место конструкции... Fuse-биты проверяли (считывали)? Правильно установлены? Я не исключаю и проблему в самом дисплее. Я еще исходники гляну, может там что-то можно настроить/изменить относительно дисплея...
Vadzz, да, я это понимаю, самое уязвимое место.. Я нашел какой-то мобильный, с шагом контактов как у моего экрана. Как будет время попробую сделать.. Вопрос еще в том, рабочий ли экран, не спалил ли я его контроллер (если это возможно). А пока заброшу эту идею. Очень сложно достать готовый экран этот и он стоит больше чем это устройство нужно.. Я лучше сделаю такое же устройство, только вывод данных на компьютер через usb. (по учебнику http://eldigi.ru/site/comp/18.php). Все равно мастерю за компьютером и всё через usb делаю.. Либо же друг делает диплом на тему миниатюрный осцилограф usb. Схема на единственном элементе AtTiny и кварц. +вывод данных в программу на компьютере в виде временной диаграммы\линии.. Возьму у него.. ПО я сделаю.. Я эту штуковину начал делать потому что она так красиво и пафосно выглядит со стороны;) А особенно работает.. ну ниче, начну работать с китайскими передатчиками придется ее сделать.. Там уже на импульсы нужно смотреть и анализировать.. А так спасибо за помощь)
Хлопцы, зацените) Всё таки не удержался.. Переднюю панельку еще думаю дооформлю.
Рад что все получилось и заработало, выглядит норм. Только расскажите по-подробнее в чем была проблема (наверное, все же дисплей не работал), для многих будет полезна ваша информация (если не секрет, конечно). Спасибо.
Ну проблема была в дисплее. И то я купил не красный, а синий, по этому еще контакты не сошлись по расположению, и немного в названии разнятся. Подключение (на схеме\синий дисплей): Vcc-Vcc GND-GND Rst-Rst SCE-CE D\C-DC DN-Din SKLK-CLK LED-BL Если будет желание- попробую вставить\запустить свой старый дисплей. Посмотрю, может он сгорел.. а то столько мучился с ним.
Небольшой тест прибора, пару багов. 1) При перемотке долго мотаем вперед, потом назад и в какой-то момент оно отказывается двигать назад и заклинивает на каком-то значении. Можно прокрутить еще вперед и опять назад и после этого клинит на другом значении.. Вот фото, хотя тут ничего не видно будет http://s017.radikal.ru/i433/1306/57/cf1dfbd2f106.jpg 2) При перематывании смазывается временная диаграмма http://s60.radikal.ru/i169/1306/33/1c23e0d9815c.jpg http://i066.radikal.ru/1306/9f/c894839ca1fd.jpg 3) При изменении зума перемотка сбрасывается в 0-ю позицию(но не всегда). Нужно пофиксить чтоле.. Думаю можно было бы добавить пару вкусняшек в проект: Сенсорные кнопки (реализуются элементарно, всего три МОМ-ных резистора) Вольтметр (GND постоянно подключен, по этому неплохо было бы на АЦПшнике сделать чтоле ибо каждый раз мультиметр подключать не то, а этот помог бы. Измеряет в пределах до 5в, как раз для цифровухи). Осцилограф (не знаю как, но было бы очень неплохо. Главная проблема думаю с отображением будет). Подключение через USB к ПК. Отображение рвеменной диаграммы в программе- святое. Если делать осцилограф, то в программе будет проще отображать всё.. Выглядеть будет примерно так (моя програма) http://s48.radikal.ru/i119/1306/eb/9c25ff0d3d7b.png Так же можно программой что-то изменять в настройках прибора..
К стати, в протеусе данная штуковина неплохо симулируется..
Собрал девайс. Включается, показывает. Если без резисторов 33к (и без источников сигнала), то при включении всякие гребенки увидеть можно. С резисторами и источником (TSOP ик и spi-девайс) - все линии ровненькие. Никакой реакции совершенно. Куда рыть-то?
Инпуты замыкаются на + а не на землю чтоб показывало. Мне пришлось инвертировать выход TSOP.
Индикатор от телефона тоже заработал. У меня сначала не показывал ничего, поставил резисторные делители на входы дисплея от мк и все заработало. 1ком от мк до дисплея и 3,3 ком от дисплея на землю
инвертирование не помогает
Прошивка с исправленными ошибками и с добавлениями(UART, Частотомер, Редактор пропусков перед измерением, а также ещё к нему программу для компьютера. Analizator.exe Описание: Analizator_PC V2.1 Analizator.exe 4_канальный логический анализатор.DSN Описание: Analizator_proteus http://www.fayloobmennik.net/4274643 Analizator.hex Описание: Analizator_Atmega8 http://www.fayloobmennik.net/4291611 4_канальный логический анализатор Описание: Analizator_shema http://www.fayloobmennik.net/4285824 2й вариант http://radikal.ru/fp/ИСХОДНИКИ ДЛЯ АНАЛИЗАТОРА КОМУ ИНТЕРЕСНО. AnalizatorKSA.zip Не сомневайтесь всё работает так как надо! У вас теперь появится возможность проверить это в симуляторе, а также покопаться в исходнике.Избавляю вас от рутинной работы. Не судите за мои там комментарии, у каждого они свои. К тому же это черновики, а не коммерческий продукт. Моя поставленная цель была достигнута, поэтому черновики так и остались черновиками. Вы можете делать с ними всё , даже вырвать у них сердце. А цель была одна - сделать его удобным, более точным, надёжным. Всё, что я проделал вы можете прочитать в моих 2х программах для РС в разделе "Справка" Для анализа и сравнения полученного результата я выкладываю исходный текст основной измерительной программы Vasilisa Serasidisa. Посмотрите, и сравните сколько тактов тратится на измерение у меня, и у него. И убедитесь, что лучшие программисты это р у с с к и е!!! Добавлю: С тех пор как сконструировал 2 версии анализаторов решил множество проблем связанных с цифровым обменом и по шине CAN и I2C пультов и пр. Вариант на ATmega48 даже предпочтительней со скоростными протоколами. Например, CAN в 140 Кбит анализировал просто на ура! в отличии от не без известного анализатора Digan. Да и сам он величиной с флешку. Всем удачи! Izmerenie.txt ВЫКЛАДЫВАЮ НОВУЮ ВЕРСИЮ (3йвариант) БОЛЕЕ МОЩНОГО АНАЛИЗАТОРА, А ТАКЖЕ ПРЕДЫДУЩУЮ ВЕРСИЮ С ДОБАВЛЕНИЯМИ И ФАЙЛОМ ПРОТЕУСА ССЫЛКА НА АРХИВ http://www.fayloobmennik.net/5569369
1. Кто повторил оригинальный вариант - от Seradis, нет ли серьезных багов, делающих вообще неприменимость девайса - типа всегда пропускается первый байт и т.п.? Выше пишут об "отображение эпюр", но хотелось бы, что они именно были достоверные:). 2. Сергей7 не выкладывает исходник, что не дает оценить его функционал в полной мере. Если изготовить вначале оригинал, то потребуются ли изменения в апаратке для дальнейшего развития девайса по доработке Сергея7?
Отправлял вам сообщение и никакой реакции. Дошло ли?
наверное, нет. ... :(Спасибо за исходники! счас посмотрю.....
Рад помочь!:D
Прошивки с добавлениями(UART, Частотомер, Редактор пропусков перед измерением в AnalizatorKSA.zip нет
может печатка в lay есть у кого?
Посмотрите новый вариант, я выложил. И предыдущий доработанный тоже (с прошивкой, файлом протеуса и дороб.программой).
в чём писали и можно полную схему я так и не понял по чём собирать и сколько ины проц пишет в себя для передачи по уарт

15 января 2013 в 13:59

LogicDiscovery - простой логический анализатор

DIY или Сделай сам

Довольно часто в домашних электронных поделках возникает необходимость посмотреть тот или иной сигнал, причем достаточно его цифрового представления - что передает МК по I2C, правильно ли настроен ШИМ и т.п. Если на работе есть хороший осциллограф, то покупать его для дома - слишком дорогое удовольствие, особенно, когда необходимость возникает лишь от случая к случаю.
В последнее время появились недорогие (в пределах $50) логические анализаторы, однако меня от их покупки всегда останавливало одна мысль: штука то предельно простая, почему бы не сделать её своими руками из подручных материалов?
В данной статье я расскажу, как сделать простой логический анализатор с минимальными финансовыми затратами - все что нужно это отладочная плата Stm32F4Discovery .

Логический анализатор (далее ЛА) – устройство предназначенное, для записи, просмотра и анализа сигналов в цифровых схемах. Подобно осциллографу, ЛА подключается одним или несколькими щупами к анализируемой схеме, но в отличие от осциллографа фиксирует только два состояния сигнала «0» и «1». Важной функцией ЛА является способность автоматически расшифровывать записанные сигналы, например, разобрать обмен данными по шине I2C или SPI. Также ЛА отличаются бОльшим, по сравнению с осциллографами, количеством анализируемых линий: от 8 в простых анализаторах до сотен в промышленных образцах.
Описываемый здесь проект - LogicDiscovery - это SUMP -совместимый логический анализатор, выполненный в формате USB-приставки к ПК. Он обладает довольно скромными характеристиками: 20MHz, 16 каналов, 24кБ памяти. Однако, этого достаточно для весьма большого круга задач: анализ линий UART, I2C, SPI (в пределах нескольких мегагерц), параллельных шин, измерение временных характеристик сигналов и т.п.

Приступим

Итак, все, что нам понадобится это:

Отладочная плата Stm32F4Discovery . От 500 рублей в московской рознице, а может она уже лежит в ваших закромах? Подойдет и любая другая плата на STM32F4 или STM32F2, но тогда придется подправить исходники.
Несколько проводов, для подключения к анализируемой схеме.
Прошивка, готовая к употреблению лежит на Google.Code . Там же находятся исходники.
Кроме того нужен клиент для ПК, рекомендую OLS .

Клиент написан на Java, поэтому полученное решение не зависит от ОС. Теоретически вы можете использовать любой SUMP-совместимый клиент, однако ниже я буду описывать работу именно с этой программой.
Stm32F4Discovery питается от порта mini-USB, через который она и прошивается. Для использования функций ЛА плата подключается к ПК через порт micro-USB. Чтобы запитать плату от этого же порта соединяем перемычкой пины PA9 и 5V . PA9 подключен напрямую к Vbus порта micro-USB, а 5V это вход стабилизатора формирующего питание для платы. Для проверки работы соедините порты PA2 и PD0 . На PA2 формируется тестовый сигнал, а PD0 это первый вход ЛА.

Плата опознается ПК как COM-порт, для Linux драйвера стандартные и должны уже быть в ядре, для Win драйвера скачиваются с сайта ST. После того как плата опозналась можно запускать клиент и приступать к работе.
Но сначала ложка дёгтя.

Ограничения

В проекте используется открытый протокол SUMP . Данный протокол изначально разрабатывался для ЛА на базе ПЛИС, и поскольку в части записи входных сигналов и анализа потока данных микроконтроллеры по-прежнему им уступают, нам будут доступны не все функции реализованные в клиенте:

Максимальная частота записи – 20МГц, в оригинале до 200МГц
RLE-сжатие и фильтрация шумов не поддерживаются.
Нельзя выбрать произвольные группы каналов, только первую (8 каналов), либо первую + вторую (16 каналов).
Триггеры работают не по значению, а по фронту (впрочем, на мой взгляд, это уже достоинство).
Нет поддержки расширенных (Complex) триггеров.

Эти ограничения следует иметь ввиду при настройке клиента. Тот ничего не знает об этих ограничениях и позволит выбрать любые настройки. Полученный результат в этом случае будет некорректным.

Пользуемся

Запускаем клиент через файл run.bat или run.sh, в зависимости от используемой ОС. О функциях клиента можно почитать на его страничке, здесь я опишу процесс получения первых сэмплов и те настройки, которые попадают под ограничения.

В меню «Capture» , выбирая пункт «Begin capture» , открываем окно настроек записи. На первой странице в поле ««Analyzer port» выбираем порт, на котором сидит наш ЛА, больше ничего менять не нужно. Кнопкой ««Show device metadata» можно проверить наличие связи:

На второй странице указываем параметры захвата. Первые два пункта не трогаем,
«Sampling rate» не выше 20МГц (если указать больше – плата все равно использует 20МГц, но клиент будет думать, что используется указанное значение, в общем, ерунда получится).
«Channel groups» : 0 – используем одну группу каналов, это линии PD0-PD7, либо 0 и 1 – используем две группы каналов - линии PD0-PD15.
«Recording size» : для одной группы каналов – любое значение, для двух групп – не более 12kB (клиент предупредит, если в данном поле выбрано неверное значение).
Чекбоксы на данной странице не трогаем, они не поддерживаются:

Страница «Triggers» - самое интересное. Первый флажок ставим, чтобы просто включить триггеры.
«Before/After ratio» позволяет указать, в процентном соотношении, сколько данных сохранить до срабатывания буфера. После нажатия «Capture» ЛА сразу начинает запись данных, складывая их в циклический буфер, а по срабатыванию триггера отсчитывает указанный в поле After процент времени и отправляет данные на ПК.
«Type» - только «Simple», «Complex» - не поддерживается.
«Mode» - только «Parallel».
«Mask» - это те линии, на которых триггер будет ожидать перепад сигнала, поставте флаг в нулевой позиции для срабатывания по линии PD0
«Value» - фронт сигнала, по которому будет происходить срабатывание триггера. Флажок установлен – передний фронт. Флажок снят – задний:

Для проверки работы соедините порты PD0 и PA2 (на данном порту выводится тестовый сигнал UART) перемычкой.

Вот и все, нажимаем «Capture» и смотрим на полученный сигнал (Ctrl+F - обзорный масштаб):

Если ничего не происходит, значит, вы выставили срабатывание триггера на неправильные линии, или сигнала вовсе нет - проверьте настройки и подключение платы. Триггер можно запустить вручную, нажатием User button (синяя кнопка).

Техника безопасности

Помните: вы подключаетесь напрямую к портам микроконтроллера! Никакой защиты, кроме встроенных в МК диодов на плате нет. Поэтому сначала удостоверьтесь что, изучаемый сигнал имеет максимальное напряжение 3.3В, в крайнем случае 5В, но тогда желательно добавить между источником сигнала и ЛА защитный резистор.

При подключении к анализируемой схеме не забывайте сначала соединять земли, и только уже потом сигнальные линии. Особенно, когда анализируемая схема питается от своего источника питания, а не от того же ПК, к которому подключен ЛА.

Ардуино – уникальный микроконтроллер, позволяющий вам создать любое устройство, ограниченное лишь фантазией инженера. Сегодня мы поговорим об одном из таких проектов и разберём антенный анализатор на Ардуино, а также все нюансы, с которыми вам придётся столкнуться при его пайке и программировании.

На самом деле анализатор спектра на Ардуино – достаточно простой проект, но идеально подойдёт новичкам и тем, кто хочет добавить данное устройство к себе в инструментарий. Давайте разберём, что такое логический анализатор на Аrduino, и какие подводные камни вас ожидают при его проектировке и пайке.

Схема логического анализатора на базе МК Arduino

Для начала необходимо спроектировать то, что мы будем паять. Логический анализатор является простым инструментом, вся его задача состоит в считывании и анализе двоичного кода (цифрового сигнала), передаваемого при помощи подачи электричества.

Иными словами, каждые 5 вольт подаваемые на устройство – это единичка, отсутствие таковых – это ноль. Такой двоичный код используется при кодировке данных и во многих устройствах, в том числе на основе Ардуино. Читаться начинает, как правило, с единицы. А чтобы проверить свой проект с двоичной кодировкой, вам и пригодится логический анализатор.

Проще всего испробовать устройство на шине I2C, что применяется в большинстве электронных устройств и по сей день. Чтобы разобраться, что нам нужно проектировать, давайте рассмотрим главные характеристики устройства:

4 канала для логического анализа поступающих сигналов.
Вариативность частоты сигналов вплоть до 400 кГц, такой промежуток охватит большую часть современных приборов, кроме специализированных.
Напряжение на входе должно составлять до +5 Вольт, как уже описывалось, это стандарт, принимаемый за единицу (наличие сигнала).
LED дисплей для отображения информации. Особенно изощрённые программисты могут купить пару светодиодов и выстроить собственный дисплей нужной им диагонали, но для всех остальных – написание ПО под такое устройство будет слишком трудоёмким, и окажется лишним шагом. Поэтому здесь мы рассмотрим вариант устройства именно с ЖК дисплеем.
4 аккумулятора для питания, на 1.2 В при максимальном напряжении в 4.8 Вольт.
Оперативная память. Желательно взять две разновидности – скоростную (3.6мс на сигнал) и низкоскоростную (36 с), такое решение позволит охватить весь диапазон сигналов.
Панель управления или пара кнопок.
Любая оболочка под крепление конструкции. Можно распечатать на 3-Д принтере, можно взять ненужный пластиковый коробок или обойтись вовсе без корпуса. Здесь мы не будем давать советов, устройство работает, что в оболочке, что без, выбор остаётся за вами.

Для питания вам необходимо подобрать именно аккумуляторы, так как 4 батарейки по 1.5 Вольта могут вывести Ардуино из строя и сжечь плату. Не говоря уже об опасности для ЖК дисплея. Поэтому не поскупитесь, и возьмите качественные комплектующие. Ведь качество конечного изделия равно параметру худшего его компонента.

Не забудьте добавить к конечной схеме переключатель S1, который будет использоваться для подачи питания и отключения прибора, чтобы аккумуляторы не разряжались попросту.

Потребуются и специальные подтягивающие резисторы, которые позволят исключить ложные данные, что могут появляться из-за электромагнитного поля пальцев сигнальных щупов. В результате помехи и искажения на цифровых входах будут минимальны.

Светодиод вы можете взять по своему желанию, он необходим для индикации наличия цифрового сигнала, и вполне заменяется ПО под ЖК дисплей. Такое решение удобно лишь в качестве показателя записи цифровых сигналов в память, но вы, в любом случае, будете активировать прибор вручную, так что подобная индикация, при необходимости, может быть убрана.

Программирование МК Arduino при реализации проекта «логический анализатор»

Благодаря популярности Ардуино существуют уже готовые библиотеки и функции для логических анализаторов на этом МК. Вам остаётся лишь подобрать подходящую и переписать программный код под своё устройство. Ведь платы, датчики и прочие вводные у всех различаются, и чтобы ваше устройство работало без проблем, придётся подогнать чужой код под свои запросы. Если же вы не хотите лишний раз заморачиваться и у вас есть опыт программирования на С++, можете воспользоваться любой полюбившейся средой.

Код для схемы на фото выше может быть таким:

/*********************************** 128 by 64 LCD Logic Analyzer 6 channel and 3Mb/s By Bob Davis Uses Universal 8bit Graphics Library, http://code.google.com/p/u8glib/ Copyright (c) 2012, [email protected] All rights reserved. ********************************************/ #include "U8glib.h" // 8Bit Com: D0..D7: 8,9,10,11,4,5,6,7 en=18, di=17,rw=16 //U8GLIB_ST7920_128X64_4X u8g(8, 9, 10, 11, 4, 5, 6, 7, 18, 17, 16); // **** NOTE **** I Moved the three control pins !!! U8GLIB_ST7920_128X64_4X u8g(8, 9, 10, 11, 4, 5, 6, 7, 1, 2, 3); int Sample; int Input=0; int OldInput=0; int xpos=0; void u8g_prepare(void) { u8g.setFont(u8g_font_6x10); u8g.setFontRefHeightExtendedText(); u8g.setDefaultForegroundColor(); u8g.setFontPosTop(); } void DrawMarkers(void) { u8g.drawFrame (0,0,128,64); u8g.drawPixel (20,1); u8g.drawPixel (40,1); u8g.drawPixel (60,1); u8g.drawPixel (80,1); u8g.drawPixel (100,1); u8g.drawPixel (20,62); u8g.drawPixel (40,62); u8g.drawPixel (60,62); u8g.drawPixel (80,62); u8g.drawPixel (100,62); } void draw(void) { u8g_prepare(); DrawMarkers(); // wait for a trigger of a positive going input Input=digitalRead(A0); while (Input != 1){ Input=digitalRead(A0); } // collect the analog data into an array // No loop is about 50% faster! Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; Sample=PINC; // display the collected analog data from array for(int xpos=0; xpos<128; xpos++) { u8g.drawLine (xpos, ((Sample&B00000001)*4)+4, xpos, ((Sample&B00000001)*4)+4); u8g.drawLine (xpos, ((Sample&B00000010)*2)+14, xpos, ((Sample&B00000010)*2)+14); u8g.drawLine (xpos, ((Sample&B00000100)*1)+24, xpos, ((Sample&B00000100)*1)+24); u8g.drawLine (xpos, ((Sample&B00001000)/2)+34, xpos, ((Sample&B00001000)/2)+34); u8g.drawLine (xpos, ((Sample&B00010000)/4)+44, xpos, ((Sample&B00010000)/4)+44); u8g.drawLine (xpos, ((Sample&B00100000)/8)+54, xpos, ((Sample&B00100000)/8)+54); } } void setup(void) { pinMode(A0, INPUT); pinMode(A1, INPUT); pinMode(A2, INPUT); pinMode(A3, INPUT); pinMode(A4, INPUT); pinMode(A5, INPUT); // assign default color value if (u8g.getMode() == U8G_MODE_R3G3B2) u8g.setColorIndex(255); // RGB=white else if (u8g.getMode() == U8G_MODE_GRAY2BIT) u8g.setColorIndex(3); // max intensity else if (u8g.getMode() == U8G_MODE_BW) u8g.setColorIndex(1); // pixel on, black } void loop(void) { // picture loop // u8g.firstPage(); do { draw(); } while(u8g.nextPage()); // rebuild the picture after some delay delay(100); }

Не забудьте скачать библиотеки для работы с Ардуино. А также учитывать, что вывод идёт на ЖК экран. По окончанию написания софта просто подгрузите его на плату с помощью специального переходника под usb.

Может случиться так, что из-за особенностей отображения информации на ЖК дисплее, вам не хватит постоянной памяти устройства. В таком случае имеет смысл докупить флешку и прикрепить её к системе. Благо делается это достаточно просто, а всё, что вам потребуется – специальный переходник под ваш форм-фактор физического накопителя.