Программа логического анализатора сигналов на входах СОМ-порта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Компьютеры

 Комментарии к статье

В радиолюбительской практике иногда возникает потребность исследовать низкочастотные цифровые сигналы. Приобретать для этого дорогостоящий аппаратный логический анализатор или запоминающий осциллограф в большинстве случаев нецелесообразно. Достаточно подать подлежащие анализу сигналы на входы СОМ-порта компьютера и запустить программу, которая отобразит на экране монитора все их изменения и сохранит информацию на жестком диске компьютера.

Предлагаемая программа предназначена для записи и анализа цифровых сигналов, поступающих на входы СОМ-порта компьютера. Она может работать под всеми ОС семейства Windows, начиная с Windows 98. Компьютер должен иметь процессор не ниже Pentium I с тактовой частотой 166 МГц и ОЗУ объемом не менее 128 Мбайт.

Программа написана в интегрированной среде разработки приложений Delphi 7. Для прямого (в обход Win API) доступа к портам ввода-вывода она использует не требующий установки драйвер smPort. Это позволило достичь довольно высокой точности измерения интервалов времени. Режим развертки - ждущий однократный настраиваемой длительности с запуском по изменению одного или нескольких сигналов.

Одновременно исследуются сигналы на четырех входах порта (CTS, DSR, RI и DCD). При этом имеется возможность удерживать высокие логические уровни напряжения на выходных линиях порта RTS и DTR, что позволяет питать от них устройства с потребляемым током до 15 мА (на линию). Чтобы исследовать сигналы, уровни которых отличаются от принятых в интерфейсе RS232, необходимо подавать их через соответствующие согласующие устройства.

Основные технические характеристики

Число входов .....................4
Уровень лог. 1, В.............+3...+25
Уровень лог. 0, В.............+3...-25
Число выходов для питания
исследуемых устройств и
датчиков.......................2
Выходное напряжение, В.........+12
Ток нагрузки выхода, мА, не более ........................15
Погрешность измерения интервалов времени, %, не более,
при их длительности, мкс менее 20 .......не нормирована
20..........................50
100.........................10
более 1000...................1
Максимальная частота исследуемого сигнала, кГц..........................180
Минимальная длительность развертки, мс ..................1
Максимальная длительность развертки, с, при отображении в масштабе
1:1 ........................0,5
1:20........................10
1:100.......................50

Предположим, необходимо исследовать дискретный информационный сигнал, передаваемый последовательным кодом по одной линии и сопровождаемый тактовыми импульсами по другой. Импульсы идут непрерывно, а передача информации происходит в неизвестные заранее отрезки времени.

Информационную линию подключим к входу DCD (конт. 1 разъема порта), а тактовую - к входу RI (конт. 9) и запустим программу Digital_Oscilloscope.exe. В поле "Настройки" открывшегося окна, на закладке "Порт" (рис.1) выбираем по имени (СОМ1 или COM2) тот порт, на входы которого поданы исследуемые сигналы. В графе "Адрес" будет отображен стандартный базовый адрес выбранного порта. При необходимости здесь можно ввести другой адрес (в шестнадцатиричном формате), нажав на находящуюся рядом со значением адреса экранную кнопку.

Рис. 1

В соответствующей графе укажем продолжительность записи сигналов ("Время захвата"), необходимую для решения поставленной задачи. Учтите, что регистрируются лишь моменты изменения уровней исследуемых сигналов, а не их регулярные выборки. Отметка пункта "Использовать TSC" позволяет отсчитывать время с помощью имеющегося во всех процессорах, начиная с Pentium I, аппаратного таймера, работающего на повышенной тактовой частоте, что значительно улучшает точность измерения времени. От этого приходится отказываться, снимая отметку, только на устаревших компьютерах, процессоры которых не имеют такого таймера.

На панели "Запуск по изменению сигнала" отметим пункт DCD. Это значит, что запись должна начаться с первого изменения логического уровня сигнала на этом входе, что в данном случае соответствует началу передачи информации. Отмеченный на панели "Удерживать сигналы" пункт RTS означает, что на одноименном выходе порта будет установлено напряжение высокого логического уровня.

После нажатия на экранную кнопку "Захват", находящуюся над полем "Настройка", программа перейдет к ожиданию заданных изменений входных сигналов. В этом режиме фон под надписью "Захват" станет красным. По выполнении условия запуска (в данном случае изменения уровня на входе DCD) начнется и будет продолжаться указанное при настройке время запись информации в память компьютера. Если по какой-либо причине потребуется прекратить ожидание начала записи или завершить ее досрочно, сделать это можно с помощью экранной кнопки "Стоп".

Рис. 2

По окончании записи временные диаграммы сигналов будут отображены в окне программы (рис. 2). Перейдя на закладку "Осциллограммы" поля "Настройка", можно воспользоваться панелью "Отображать сигналы", чтобы при необходимости задать инверсию некоторых сигналов, выбрать цвет каждой кривой, выключить отображение ненужных сигналов (это ускорит вывод диаграмм на экран). На той же закладке можно выбрать масштаб отображения по оси времени, включить масштабную сетку с оцифровкой или без нее.

Для точного измерения интервалов времени в поле диаграмм предусмотрены два маркера (вертикальные линии красного и зеленого цветов). Их можно перемещать либо щелчками правой или левой кнопки мыши по диаграмме либо с помощью движков под диаграммами. Положение каждого маркера на оси времени и интервал между ними выводятся на экран в численном виде правее движков.

Нужно учитывать, что при записи очень большого количества информации и выборе крупного масштаба ресурсы ОЗУ компьютера могут быть исчерпаны, о чем на экран компьютера будет выведено сообщение.

Программа применяется на кафедре радиоэлектроники и компьютерной техники Елецкого государственного университета для исследования и настройки инфракрасных приемников и передатчиков, а также (совместно с датчиком Холла) в качестве цифрового тахометра.

Литература

1. Pashix. Программирование на аппаратном уровне : RS-232.
2. Тейксейра С, Пачеко К. Delphi 5. Руководство разработчика. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2000.
3. Microsoft Windows SDK. - Microsoft Corporation, 1985-2007.

Программу логического анализатора, в том числе ее проекте системе Delphi и драйвер smPort, можно скачать отсюда.

Автор: В. Тимофеев, г. Елец Липецкой обл.; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Компьютеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Таурин не является биомаркером старения 22.06.2025

В поисках биомаркеров старения ученые все чаще обращаются к молекулам, которые ранее демонстрировали многообещающие результаты на животных. Одной из таких субстанций стал таурин - аминокислота, известная широкому кругу людей как компонент энергетических напитков. В последние годы ей приписывали способность замедлять возрастные изменения и даже продлевать жизнь. Однако новое масштабное исследование, проведенное учеными из Национального института здоровья США (NIH), поставило под сомнение ее значимость в контексте старения человека. Исследование включало сравнительный анализ уровня таурина в крови у трех видов: людей, макак-резусов и лабораторных мышей. Авторы проекта изучали, как меняется концентрация вещества в организме от молодого возраста до глубокой старости. Ожидалось, что таурин будет снижаться с возрастом, подтверждая его возможную роль как биомаркера старения. Однако полученные данные оказались куда более сложными. Как пояснила Мария Эмилия Фернандес, одна из соавторов ра ...>>

Стандарт NFC 15 22.06.2025

Технология ближней бесконтактной связи NFC стала повседневным инструментом для миллионов пользователей по всему миру. Она обеспечивает быстрые и удобные платежи, позволяет открывать двери, оплачивать проезд и мгновенно подключать устройства. Однако, несмотря на широкое распространение, сам стандарт NFC развивался почти незаметно - без резонансных версий и громких анонсов. И вот теперь, в июне 2025 года, организация NFC Forum представила пятнадцатую версию протокола, которая принесет ощутимые улучшения в ежедневном взаимодействии с гаджетами. Одним из ключевых изменений стало увеличение радиуса действия: если раньше для работы NFC нужно было почти прикасаться телефоном к терминалу, то теперь соединение возможно уже на расстоянии до двух сантиметров. Хотя разница кажется незначительной, именно этот промежуток в доли сантиметра часто мешал корректной работе - пользователи нередко вынуждены были искать "тот самый угол" или точку, где произойдет считывание. В реальности некоторые устр ...>>

Эффективная защита от коррозии 21.06.2025

Коррозия - один из главных врагов железа и его сплавов, ежегодно причиняющий ущерб на миллиарды долларов в инфраструктуре, транспорте и промышленности. Существующие антикоррозионные решения, такие как цинковое покрытие, со временем теряют эффективность: они отслаиваются, повреждаются или дают микротрещины, открывая путь влаге и соли. На этом фоне ученые активно ищут способы сделать защиту от коррозии более стойкой, долговечной и экономичной. Группа исследователей из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме предложила новый подход к решению этой задачи. В отличие от традиционных защитных покрытий, которые опираются лишь на физическую адгезию к металлу, их метод включает создание прочной химической связи на молекулярном уровне. Основа разработки - двухслойная структура, где первым наносится слой N-гетероциклических карбенов, а вторым - полимер высокой прочности. Карбены играют роль своеобразного "молекулярного суперклея", надежно соединяя металл и полимер в единую систе ...>>

Случайная новость из Архива Лазерные перехватчики защитят Землю от астероидов 02.04.2012 Инженеры из Университета Стратклайд в Глазго разрабатывают инновационную лазерную технологию, предназначенную для борьбы с астероидной угрозой. Исследователи обнаружили возможность использования группы относительно небольших спутников, вооруженных лазерами, для отклонения астероидов, траектория которых пересекается с Землей. Звено лазерных перехватчиков решает проблему мощного воздействия на малый или средний астероид без использования огромного космического корабля. Ученые предлагают отправить к астероиду небольшой спутник с высокоэнергетическим лазером, питающимся от солнечных панелей. В зависимости от скорости и размера астероида можно использовать от одного до десятков спутников, что делает систему противоастероидной защиты довольно гибкой. Пока разработка мощных космических лазеров находится в зачаточном состоянии. Наибольший опыт здесь накопили военные, хотя до сих пор мощные высокоэнергетические лазеры в качестве космического оружия не использовались. Долгое время считалось, что эффективное изменение траектории астероида с помощью лазерного луча невозможно. Да, поначалу мощный луч нагревает поверхность астероида, в результате чего образуется газопылевой шлейф, создающий реактивную тягу. Однако этот шлейф должен рассеивать луч и снижать его эффективность. Тем не менее, лабораторные тесты в Университете Стратклайд показали, что помехи от газопылевого шлейфа меньше, чем ожидалось, и лазер способен продолжать работу длительное время. Небольшие лазерные перехватчики гораздо проще и быстрее изготовить, чем один огромный корабль с лазером мощностью в несколько мегаватт. При этом использование флотилии спутников, оснащенных высокоэнергетическими лазерами, - это более надежное решение. Даже если один или несколько спутников выйдут из строя, остальные продолжат работу, а численность группировки можно быстро восстановить. Другим не менее важным применением лазерных перехватчиков может стать очистка околоземной орбиты от мусора, количество которого постоянно растет. Сегодня мусора на орбите так много, что в обозримом будущем мы можем столкнуться с эффектом Кесслера, когда плотность загрязнения в космосе становится настолько высокой, что столкновения между обломками экспоненциально увеличивают количество мусора и новых столкновений. В результате это может на многие годы закрыть человечеству дорогу в космос. Сегодня, несмотря на непрерывное отслеживание крупных обломков, нет технологии по их уничтожению. Лазерные перехватчики могли бы взять на себя эту функцию.

Другие интересные новости:

▪ Новая серия толстопленочных силовых резисторов

▪ Дверца в мир снов

▪ Новая версию DC/DC-преобразователя LT1936

▪ Трансплантация органов без отторжения тканей

▪ Измерена масса нейтрино

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Бертран Артур Уильям Рассел. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какие спортсмены пилили свои олимпийские медали, чтобы сплавить их гибриды? Подробный ответ

▪ статья Начальник АЗС. Должностная инструкция

▪ статья Требования к питанию светодиодов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бестрансформаторное питание, до 30 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025