Fun Electronic

Heute werden wir über die Werkzeuge sprechen, die uns in der so spannenden und interessnanten Sache wie Erfinden von etwas interessantes und spannendes helfen können. Und gerade jetzt sprechen wir über einen meiner letzten Werkzeuge — Logikanalysator

Alte gute Wikipedia sagt uns, dass «Ein Logikanalysator (engl. Logic Analyzer) ist ein elektronisches Gerät, das den Zeitverlauf von Signalen aus einer digitalen Schaltung bildlich darstellt.» Genau das mach mein Analysator — zeichnet die Signale auf, und später stellt die bildlich dar.

So sieht das Gerät von Aussen:

Eigentlich — nichts besonderes — 8 Leitungen mit Tastköpfen für die Signale selbst (rot) und 9. Leitung für GND (schwarz)

Man schließt das Wundergerät an USB Port am PC an. Und das wird als virtuelles COM-Port erkannt. Weil ich hier einen USB <-> Seriellen Konverter benutzt habe. FTDI FT232BM. Wenn wir die Schaltung anschauen, dann werden wir nicht viel da sehen. Einen Mikrokontroller ATMega 128 und USB Kontroller FT232BM.

Die LEDs, die neben dem USB Konnektor platziert sind, zeigen uns, was das Gerät gerade macht.

• P — Power — Hier ist alles klar — Strom gibt es, habe Sache ist erledigt.
• A — Armed — Bereit — warten auf den bestimten Erreignis, um weiter zu arbeiten.
• T — Triggered — Erreignis ist passiert — die Aufzeichnung läuft.
• S — Send — Senden die Pakete — die Aufzeichnung ist zu Ende — senden

Und so sieht das Gerätchen innen drin:

Natürlich, für die richtige Funktionierung braucht das Gerät eine Frimware — das Programm, das für uns die Aufzeichnungen der Signalen machen wird und an uns senden wird.

Das Programm habe ich, wie man sagt, «auf der Schnelle» zusammen gebaut. Desswegen gibt es da nicht so viel Kommentaren. Aber die wichtigste Puntknte werden wir jetzt durchgehen.

Das wichtigste Teil des Programms, über die Sie sich wahrscheinlich interessieren werden, ist die Funktion der Aufzeichnung der Signale

Auf dem Schaltplan sieht das Teil so aus:

Im Prinzip — nichts kompliziertes. Manche Leserinen und Leser werden merken — es gibt keinen Eingangsschutz. Ja — gibt es keine. Aber dafür gibt es von mir einpaar Aussagen: Erstens — ich habe den Werkzeug «auf der Schnelle» gemacht, um eine andere Projekt zu untersuchen. Und zweitens — ich weiss, dass da keine Eingangsschutz gibt, und deswegen stecke ich die Tastköpfe nirgenwo rein, wo ich nicht weiss, was da für eine Spannung ist. 

Also, die Schaltung ist ganz einfach. Alles was wir brauchen ist im Programm nur den PORTC auslesen. Das Lesevorgang ist in der Timer-Funktion passiert.

Ganze Lesevorgang besteht aus zwei Teilen — von 103. bis 136. Zeilen wird auf das Ereignis gewartet wenn nötig ist. Und zweite Teil von 138. bis 153. Zeile — hier wird die Calculation des Indexes des Arrays statt finden, in dem wir früher (am Anfang der Funktion auf der Zeile 105.) den PORTC Wert gespeichert haben.

In dem ersten Teil wird auf das Auslösungsereignis gewartet, aber nur dann, falls das noch nicht passiert. Darüber sagt uns der Flag gFlags.bTrigger. Fals der Flag noch nicht steht, dann prüfen wir die Auslöserbedinung — Änderung des Bits von 0 zu 1 oder von 1 zu 0.

Diese Parameters sind in dem Controlprogramm einzustellen. Darüber werde ich hier später erzählen.

Weiter, wenn wir die Beidenung des Auslösers definiert haben und die Bedienung ist eingetretten, wird eigentliche Speicherung der Daten passieren, und es wird der nächste Elementeindex kalkuliert. Wen es genug Daten gespeichert wurde, wird ein Flag gesetzt, dass die Daten da sind, und es die Zeit ist, die loszuschiecken: gFlags.bDataHere = 1; und gFlags.bStopTriggering = 1; 

Das Senden ervolgt in der main ():

Hier werden erst einpaar Bytes weggeschickt, die werden der Kontrolporgramm sagen, dass gerade jetzt werden die Daten kommen, und nicht einen Text. Nach der Sync Bytes schicken wir die Länge der Daten, damit auf der anderen Ende wissen, wieviel Bytes von uns zu erwarten. Und dann, in einer Zyklus, werden die Daten geschickt. 

Dass ist die funktionalität des Gerätes.

Ganz kurz über die Einstellungen der Parameters bei dem Kontrolprogramm.

Datenempfang ist mit der Hilfe des UART Interrupts gemacht wurde.

Hier empfangen wird die Daten bis der Buffer voll ist. Der Empfang startet nur, wenn wir ein Syncbyte empfangen werden. Damit wird jeglicher Mühl und Rausch aussortiert. Wenn Buffer voll wird, werden die empfangene Daten untersucht:

Hier gibt es nichts besonderes, nur Zuweisungen aus einer Strukt in eine andere.

Das Ganze ist aber nur in diesem kleinen schwarzen Körbchen passiert und nicht so spanned, wiel man sieht nicht viel. Und jetzt erzähle ich über das Kontrolprogramm, das Frontend

So sieht das Hauptfenster des Programms aus:

Im Prnizip — alles ist einfach. Links unten kann man die Anzahl der Kanäle einstellen. Maximale Anzahl bei dem Programm ist 16, aber unser Gerät unterstützt und sendet nur 8 dafon.

Ein bisschen unten sind die Vergrößerungs- und Verkleinerungsknöpfe. Weiter rechts ist die Gruppe der Ereignissenstellungs — Trigger. In der Gruppe kann man den Kanal wählen, auf welchem auf das Ereignis gewartet wird, den Ereignistype wählen — von 0 zu 1 - Rising edge oder von 1 zu 0 Falling edge oder überhaupt nicht darauf warten. Häckhen Repeat triggering sagt dem Gerät, dass es nicht schlechе wäre, nach dem gefangenen Ereigniss, auf einen weiteren zu warten.

Knopf Set in der Gruppe sendet den Befehl zu dem Gerät und setzt nur diesen Parameter.

Die nächste Gruppe  Sampling setzt die Paramers des Samplings — die Frequenz des Auslesen der Tastköpfe. Sample time ist die Wartezeit, nach dem das nächste Lesen passiert. Die kann man grob mit der Hilfe des Schiebers einstellen, der ein Stuck nach unten ist, oder genauer, mit der Tasten «Nach Oben» und «Nach Unten», auf der rechten Seite des Eingabefeldes. Minimaler Wert ist 5 Mikrosekunden. und maximaler ist 10 Sekunden

Knöpfhen  Set Timer in der Gruppe sendet den Befehl zu dem Gerät und setzt nur diesen Parameter. Interessant ist, dass die Kalkulation der Werte des Timers passiert in dem Programm, und gesendet werden schon nur die Registerwerte, die im Gerät direckt übernommen werden.

Samples — Anzahl der Auslese in einer Sendung, die erst gelesen werden, und anschließend vom Gerät zum Programm gesendet. Minmal is 1, maximal ist 3072.

Die Werte kann man vom Tastatur eintippen, oder mit der Tasten «Nach Oben» und «Nach Unten», auf der rechten Seite des Eingabefeldes ändern. 

Und die ganz große Taste - Set All. Sended alle Parameters zu dem Gerät in einem Rutsch.

Weiter rechts ist ein Informationsfeld Time/Div, in dem gegenwärtige Auflösung des Kanalbildschirmes angezeigt wird. Sekunden pro Kästchen.

Und ganz recht — einige Debugmeldungen für mich.

Im Menü gibt es nicht viel interessantes, nur die Einstellungen der Kommunikation — Communication Settings:

Hier ist alles klar. Man mus für unseren Gerät einen Port wälen, dessen Nummer bringt uns der Gerätemanager. In dem muss man den Punkt «Anschlüße (COM und LPT)» wälen. Hier taucht unser USB <-> Seriel Converter auf, wenn wir das Gerät an dem PC's USB Port anschließen.

In den Programmtext werden wir uns nicht vertiefen, da es schon Programmierung unter Windows ist, in dem ich nicht so stark bin. Aber wenn jeman eine Frage darüber hat, gerne würde ich die in weiteren Folgen und Artikeln auf meiner Seite antworten.

Das Programm wurde mit der Hilfe des Borland C++ Builder 5 erstellt, und es kann passieren, dass das einige Bibliotheken verlangen wird.

Und wie immer, am Ende der Story, die Liste der Dateien, die hier erwähnt wurde: 

• Der Schaltplan des Gerätes — logicanalyser_schematic.pdf
• Die Firmware des Mikorkontrollers des Gerätes — simplelogicanalyzer.rar
• Das Programm Logic Analyser V 1.0 — logicanalyser_v_1_0.rar
• Einige Biliotheken vom Borland -bcblibs.rar
• Die Beschreibung des Mikrokontrollers von Atmel AVR ATMega 128 — atmega128-fullerrata.pdf
• Die Beschrebung des USB — Serial Konverters von FTDI FT232BM — ft232bm.pdf