邏輯分析儀測(cè)試在基于FPGA的LCD顯示控制中的應(yīng)用

3、連接方式

在邏輯分析儀與被測(cè)電路相連時(shí)，一般邏輯分析儀的標(biāo)準(zhǔn)配件有兩種連接形式，一種是插針連接方式，這需要實(shí)驗(yàn)板上預(yù)留排針式的測(cè)試端口，這種情況一般出現(xiàn)在專業(yè)的測(cè)試板上，連接比較輕松；另一種是飛機(jī)頭連接方式，這種連接方式測(cè)試鉤非常小巧，可以隨意鉤在實(shí)驗(yàn)板的測(cè)試管腳，對(duì)實(shí)驗(yàn)板沒有特殊要求，如圖6所示。另外，我們北京海洋興業(yè)科技有限公司與美國Pomona公司合作提供很多其它形式的連接方式，如微型SMD測(cè)試夾、集成電路測(cè)試夾等等，根據(jù)用戶的需求建立不同的邏輯分析儀測(cè)試方案。

圖6 邏輯分析儀通過飛機(jī)頭連接被測(cè)電路
4、邏輯分析儀的使用

為了更方便、更快捷的解決設(shè)計(jì)中存在的問題，我們需要很好的使用邏輯分析儀，利用其獨(dú)有的特點(diǎn)和豐富的功能調(diào)試棘手的問題，所謂磨刀不誤砍柴工，如果可以很好地駕馭測(cè)試手段，就可以達(dá)到事半功倍的效果。下面我們主要介紹OLA2032B邏輯分析儀在這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中如何最大的發(fā)揮作用。

1) Auto-Scale功能

將邏輯分析儀的測(cè)試線與被測(cè)電路中想要觀察的信號(hào)管腳連接好之后，不需要任何設(shè)置，只要按下Auto-Scale功能鍵，待測(cè)信號(hào)便可以在屏幕上顯示，類似于數(shù)字示波器的Auto-Set功能，給邏輯分析儀的使用帶來前所未有的方便。如圖7所示，接入的13路信號(hào)全部顯示在屏幕上。

圖7 Auto-Scale功能

2) 總線形式顯示

由于邏輯分析儀的通道數(shù)很多，OLA2032B擁有32路數(shù)據(jù)通道，如果同時(shí)顯示這些信號(hào)，未免會(huì)顯得雜亂無章，這是我們需要總線形式顯示一組或幾組信號(hào)，每組的通道個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，并且每組的信號(hào)有高位或地位的順序關(guān)系。例如，此實(shí)驗(yàn)中，S0-S7是讀寫指令共用的數(shù)據(jù)通道，其它S8-S12為5路控制線，為了方便，可以將S0-S7設(shè)置成總線形式，并以十六進(jìn)制或者十進(jìn)制顯示，這樣可清晰的理解設(shè)計(jì)者的指令，如圖8所示，可以看出大部分時(shí)間寫入的數(shù)據(jù)為0，對(duì)照液晶顯示控制指令表，可以看出寫入的是液晶屏上空白的地方。

圖8 總線形式顯示

3) 通道命名

由于邏輯分析儀的通道數(shù)比較多，可以通過顏色來區(qū)分不同的通道，也可以給每一個(gè)通道命名，如圖所示，我們給每個(gè)通道定義與實(shí)際意義相符的名字，這樣就非常好區(qū)分，方便觀察時(shí)序關(guān)系。通道的命名可以在儀器上操作，也可以在計(jì)算機(jī)軟件上操作，后者使用計(jì)算機(jī)鍵盤，更加快捷。

4) 計(jì)算機(jī)軟件

OLA2032B邏輯分析儀可以通過一根USB電纜與計(jì)算機(jī)相連，通過配套軟件，可以讀取采集的信號(hào)數(shù)據(jù)和設(shè)置，可以在PC上控制儀器，并且讀取數(shù)據(jù)和控制儀器的速度都非?？欤梢赃_(dá)到USB2.0的速度，在計(jì)算機(jī)上顯示的信號(hào)波形基本與計(jì)算機(jī)上的波形同步，沒有延時(shí)。圖7圖8均為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的圖片。

5) 觸發(fā)功能

同示波器類似，OLA2032B邏輯分析儀也具備豐富的觸發(fā)功能，包括高階的多階觸發(fā)、或階觸發(fā)等等。首先可以設(shè)置每個(gè)通道的狀態(tài)進(jìn)行觸發(fā)，如上升沿、下降沿、高電平、低電平等狀態(tài)；其次可以進(jìn)行脈沖寬度觸發(fā)，捕獲毛刺；另外可以進(jìn)行多階觸發(fā)、或階觸發(fā)，我們稱之為既并行又串行的觸發(fā)，這種觸發(fā)方式可以用來分析數(shù)據(jù)的包頭、包尾等。在我們的實(shí)驗(yàn)中，我們可以根據(jù)信號(hào)的時(shí)序關(guān)系觸發(fā)指定位置，例如圖8的觸發(fā)方式為使能端EN的下降沿，這里只用到了最簡單的單通道下降沿觸發(fā)方式。

6) 觀察時(shí)序使用測(cè)量功能

如前所述，對(duì)于液晶屏幕的讀寫時(shí)序有嚴(yán)格的時(shí)間限制，如果顯示出現(xiàn)錯(cuò)誤，很可能是因?yàn)樽x寫時(shí)序以及其持續(xù)時(shí)間不滿足要求，所以我們需要使用邏輯分析儀的光標(biāo)測(cè)量功能來查找問題所在。OLA2032B提供了三組六根光標(biāo)，可以測(cè)量每根光標(biāo)對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)位置的時(shí)間差和沒組光標(biāo)兩根之間的時(shí)間差，這樣便可以將測(cè)量結(jié)果與液晶顯示器參數(shù)對(duì)照，查找問題所在。請(qǐng)對(duì)比圖8與圖3的時(shí)序關(guān)系。

四、使用邏輯分析儀的注意事項(xiàng)

1、輸入信號(hào)的電壓

由于數(shù)字信號(hào)的電平均較低，一般在5V以內(nèi)，所以邏輯分析儀的耐壓能力較差，所以盡量不要將電壓較高的信號(hào)，長時(shí)間的接入邏輯分析中。例如，邏輯分析儀有時(shí)也可以用來測(cè)量和分析一些串行總線，如I2C、SPI等串行總線，但是一般不用邏輯分析儀分析RS232總線，因?yàn)镽S232的電平較高，超過了邏輯分析儀的耐壓能力。

2、信號(hào)閾值

閾值是判決信號(hào)為高電平或低電平的門限電平，所以對(duì)于同一個(gè)信號(hào)，對(duì)應(yīng)不同的閾值可能得到不同的結(jié)果，所以我們要根據(jù)實(shí)際情況選擇閾值大小，有些用戶想要雙閾值的判決，可是大多數(shù)邏輯分析儀沒有這項(xiàng)功能，一般將邏輯的域值設(shè)置成高電平的門限即可。

3、存儲(chǔ)深度

邏輯分析儀在采集信號(hào)時(shí)都會(huì)將采集到的信號(hào)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器(Memory)中，根據(jù)用戶的要求，需要采集多長時(shí)間、定時(shí)分辨率為多少來設(shè)置存儲(chǔ)深度，OLA2032B最大存儲(chǔ)深度為512Kbit/每通道。

4、數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的相關(guān)性

邏輯分析儀觀測(cè)到的信號(hào)，我們稱之為“偽信號(hào)”，只有高低電平之分，也就是說邏輯分析儀觀察到的信號(hào)只有水平軸是有意義的，它反映信號(hào)的時(shí)間關(guān)系，而垂直軸是沒有意義的，它并不代表幅度，如果信號(hào)出現(xiàn)了問題，尤其是串?dāng)_、毛刺等現(xiàn)象，我們要是想知道其來源以及產(chǎn)生原因，還需要與其它儀器相配合，如示波器、頻譜分析儀等等。

小結(jié)

本文介紹了邏輯分析儀在EDA教學(xué)中的應(yīng)用，通過OLA2032B邏輯分析儀調(diào)試基于FPGA的LCD顯示控制設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)。在測(cè)試的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)邏輯分析儀在基礎(chǔ)教學(xué)中起著很重要的作用，比示波器更適合調(diào)試數(shù)字電路。實(shí)踐證明，邏輯分析儀可以縮短我們的設(shè)計(jì)時(shí)間，解決其它儀器或者軟件解決不了的問題，并且它是多通道的時(shí)序分析的唯一解決方案，它可以同時(shí)看到硬件電路實(shí)際輸出的多路信號(hào)。我們北京海洋興業(yè)科技有限公司推出的OLA2032B邏輯分析儀，希望可以解決邏輯分析儀在基礎(chǔ)教學(xué)中作壁上觀的現(xiàn)狀，較高的性價(jià)比真正做到讓數(shù)字電路教學(xué)用得起邏輯分析儀。在這里非常感謝清華大學(xué)的老師給我們這樣好的平臺(tái)，使我們對(duì)我們的產(chǎn)品更有信心。

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