逻辑分析仪讲义2009

大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义1逻辑分析仪实验讲义大连理工大学信息技术实验中心大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义2前言随着电子技术科学的飞速发展，近年来电子电路从模拟、单元电路过渡到数字、集成电路，而且电子技术本身所采用的器件、理论基础、设计方法以及应用技术都在数字化，并已广泛地应用到各个领域。因此，数字信号的检测、数字域测试已成为电子测量的重要分支之一。逻辑分析仪是数字域测试的主要仪器，这就要求未来电子技术设计人员不但要有较强的设计能力，而且还要掌握数字信号检测的主要仪器——逻辑分析仪的使用，国外的新趋势是“每个设计人员都拥有一台逻辑分析仪”。所以，学习并掌握逻辑分析仪的知识，对成为一个合格的电子工程师是必须的。为了适应未来世界的数字化，跟踪电子技术的发展方向，加强学以致用的思想，我们开发了一套逻辑分析仪实验，将理论与实践相结合，基础与专业相结合，软件与硬件相结合，模拟与数字相结合，并且突出了实验的灵活性与实用性，实验分基础型和提高型两种，根据学生自身能力，自行选择，启发学生思考、探索，在强调普及知识的同时，重点是提高学生的应用能力、实践能力和创新设计能力。本讲义各部分内容为：逻辑分析仪简介、触发介绍、逻辑分析仪操作说明、逻辑分析仪实验设计。鉴于水平有限，加之时间仓促，因此本讲义中缺点错误在所难免，敬请各位读者批评指正。编者于大连理工大学2008年3月大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义3目录第一章逻辑分析仪简介----------------------------------------------------------------4第二章Agilent1693A逻辑分析仪操作说明---------------------------------------6第三章触发介绍---------------------------------------17第四章逻辑分析仪实验---------------------------------------------------------------20大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义4第一章逻辑分析仪简介逻辑分析仪是数字域仪器的代表，是分析软、硬件故障的仪器。逻辑分析仪具有定时分析和状态分析两种工作方式。两种工作方式关键区别是定时方式使用其内部时钟采集目标系统的信号，属于异步采样，其作用基本取代示波器；状态方式使用目标系统时钟采集目标系统的信号，其工作同步于目标系统，属于同步采样，主要用于跟踪软件中的小问题或者是硬件中的元件缺陷，排除软件代码问题和一些硬件中的问题。一.示波器(Oscillograph)与逻辑分析仪(LogicAnalyzer)的区别1.示波器示波器是时域仪器，主要针对模拟信号，能测量信号上欠过度或超越量的小电压漂移，能高精度地检测脉冲上升沿上二点之间时间间隔这样的精确参数信息。但由于示波器通常为二通道或四通道，不能实现多通道，无法分析总线如地址总线、数据总线等的运行情况，面对数字信号束手无策。2.逻辑分析仪：逻辑分析仪是数字域仪器的代表，能观察多数字信号如总线/信号等的逻辑关系，具有多通道、多级触发功能、大的存储能力、对数据的鉴别能力、显示灵活直观、可靠的毛刺检测能力以及反汇编等优点。大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义5二.逻辑分析仪的两种工作模式(LogicAnalyzer)一台逻辑分析仪可工作在两种模式下，它们是：分定时分析模式(异步采样)和状态分析模式（同步采样）。状态分析模式主要用来观察各数字信号之间的逻辑关系。1.定时分析仪(TimingAnalyzer)定时分析模式是采用逻辑分析仪内部的时钟对输入信号进行等时间间隔采样。显示信息与示波器相似，横轴代表时间，纵轴是逻辑值。定时分析模式主要用来观察各数字信号之间的时间关系。2.状态分析仪(StateAnalyzer)逻辑状态分析模式的采样时钟来自被测系统，因此其采样点是与被测系统同步的。该模式善于跟踪软件中的小问题或者是硬件中的元件缺陷。它能排除软件代码问题和一些硬件中的问题。逻辑状态分析仪常被用来找出特定时钟信号出现时总线上信号是什么逻辑，数据是否合理。存储器里采集的数据按与每个状态相联系的时间标签列表形式显示。大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义6第二章逻辑分析仪的使用本实验中使用的逻辑分析仪是美国Agilent公司生产的1693A型基于PC的逻辑分析仪，该逻辑分析仪如图2.1所示。该逻辑分析仪需与一台计算机协同工作。逻辑分析仪与计算机通过IEEE1394接口相连。用户对逻辑分析仪的操作和分析结果是通过运行于计算机上的软件完成的，软件界面如图2.2所示。图2.1Agilent1693A逻辑分析仪图2.2Agilent1693A逻辑分析仪的软件界面大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义7一、定时分析功能逻辑分析仪在定时分析模式下，使用流程如图2.3所示。图2.3逻辑分析仪使用流程1、打开逻辑分析仪及分析软件在使用逻辑分析之前，首先要做的是接能逻辑分析仪的电源，按下逻辑分析仪左下角的电源开关，启动逻辑分析仪。之后点击桌面上的“AgilentLogicAnalyzer”的快捷方式，打开逻辑分析仪配套软件。2、将探头与目标系统相连在打开逻辑分析仪与分析软件之后，应将分析仪的探头与目标系统相连。逻辑分析仪的探头有很多种，但其功能都是用来将目标系统中的信号输入逻辑仪的配件，与示波器的探头的功能相似。在本实验中使用的是型号为E5383A型的探头组，如图2.4所示。一个探头组有17个逻辑输入探头。其中16个通用逻辑输入探头，1个时钟输入打开逻辑分析仪及其分析软件将探头与目标系统相连选择输入通道设定采样率设定触发采集信号分析信号大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义8探头。探头组中还有一根黑线，这是系统的0V电平参考点，也就是常说的按地线。其中时钟输入线将在状态分析中使用，在定时分析模式下不使用。图2.4E5383A型17通道探头组图2.5E5383A型17通道探头组与目标器件的连接方法在将探头与被测系统连接时，应先连接黑色的地线，之后再将其它探头与需要分析的信号相连。E5383型分析仪探头与被测器件连接如图2.5所示。二、逻辑分析仪软件使用说明1.启动逻辑分析仪在计算机桌面的开始菜单中点击：开始AgilentLogicAnalyzer。2．增加一个新的总线或信号.（1）从菜单栏选择SetupBus/Signal；（2）选择AddBus/Signal添加新总线/信号；3.删除总线或信号（1）删除单个总线/信号大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义9【1】从菜单栏选择SetupBus/Signal；【2】加亮你想删除的总线/信号；【3】点击Delete.（2）删除所有总线和信号【1】从菜单栏选择SetupBus/Signal；【2】点击DeleteAll.4．给总线/信号重命名此功能可以给总线/信号改名字，而且，更改前被分配的Channel,Pod,Clock仍保持不变。操作如下：（1）菜单栏选择SetupBus/Signal，或点击Thesetup栏内的相应按钮；（2）鼠标右击总线/信号名，选择Rename...；（3）输入新的总线/信号名；（4）选择ok。5．分配通道为使逻辑分析仪的显示匹配于你的系统设计，需要给各个总线/信号名字分配物理通道。操作如下：（1）菜单栏选择SetupBus/Signal；（2）在TheBuses/Signals栏中,选中栅格中的方框，此方格所在的栏podx就是与横向的总线/信号名相对应的通道。在被测系统中对于每一个信号探针来说，在界面上都应该有一个映射通道到信号名的黑色复选标记。6．设置阈值设置一个与目标系统使用的阈值电压匹配的阈值电压是非常重要的。不正确的阈值电压将导致数据出错。从菜单栏“SelectSetup”选择“Bus/Signal”.点击任何一个阈值栏即Pod栏下面标有“Threshold:TTL(1.50v)”字样，阈值设置窗口便会出现。全选pods或只选一个pod,指定阈值如下：大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义10AGP(1.32V)CCT(1.50V)CMOS5V(2.50V)ECL(-1.30V)GTL(0.80V)GTLPlus(1.00V)HSTL(0.75V)LVCMOS1.5V(0.75V)LVCMOS1.8V(0.90V)LVCMOS2.5V(1.25V)LVCMOS3.3V(1.65V)LVPECL(2.00V)LVTTL(1.40V)PECL(3.70V)SSTL2(1.25V)SSTL3(1.50V)TTL(1.50V)User(-6.00to6.00V)7．设置进制当创建总线时，你可以为其设置进制。在列表和波形观察中用默认的进制显示总线/信号值，仅仅影响新的总线/信号。操作如下：（1）从菜单栏中选择SelectSetupBus/Signal；（2）在Thebus/signalsetup对话框中选择Display；（3）选择DefaultBase；（4）选择新进制；（5）点击“确定”。8．设置建立/保持此功能仅用在状态模式中.建立/保持是指定逻辑分析仪接收目标系统信息的窗口应该在哪里与时钟信号相关。目标系统需要一个其内数据合理且至少长度相当于分析仪建立/保持窗口加任意时钟偏移量。1）选择SetupTiming/State(Sampling)...；2）把Acquisition改成State-SynchronousSampling；3）设置时钟条件；4）选择Buses/Signals栏.5）如果Setup/hold栏没有完全显示出来，选择DisplaySetup/Hold.6）如果你正在使用slaveordemultiplexedclock,为相应的总线/信号改变Thepodclock类型。改变Thepodclock类型通过选择被分配通道的thepod栏中主时钟。7）点击Thebusorsignal的Setup/Hold值来调整。也可以调整个别字节值，在这种情况下，显示个别信息。9．设置极性大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义11你可以定义总线/信号去按负或者正的极性来显示。这会影响信号值和波形地显示。当总线/信号被设置成负极性时，输入高电平显示低电平波形或者时数字值0。极性在所有使用信号值的地方如触发。默认极性是正（高电平=1）。（1）从菜单栏，选择SetupBus/Signal；（2）在Thebus/signalsetup对话框选择Display；（3）选择polarity;（4）在出现的极性竖栏内锁定正负极性。10．添加用户注解你可以把注释贴到Busesandsignals上。当你旋动鼠标经过波形和列表窗口中的总线/信号时，注释便会在工具顶端出现。从菜单栏，选择SetupBus/Signal。（1）在出现的TheBuses/Signalssetup栏中选择Display.；（2）选择Comment.标有Comment标签的新栏就会出现。在此栏内，键入总线/信号注释。11．添加文件夹此特性可以在Thebus/signal列表加一个窗口形式的文件夹.当使用多个具有翻转汇编程序的总线/信号名字时，使用文件夹有助于组织总线/信号名。（1）从菜单栏，选择SetupBus/Signal；（2）右击abus/signal名,然后选择AddFolder；（3）新文件夹会在加亮的名字下面出现，通过默认方式，新文件夹有一个一般的系统默认名。也可以给新文件夹更名。12．给总线/信号启别名此特性可以添加准确的总线/信号拷贝名（通道、极性等分配不变）。同时使用别名与文件夹有助于组织具有翻转汇编的总线/信号名。（1）从菜单栏选择SetupBus/Signal；（2）右击想要的Bus/signal名字,然后选择AddAlias；大连理工大学电信学院电子系逻辑分析仪实验讲义12（3）新别名会出现在加亮的名字下面。新别名可以改名。1