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:

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Мини-ПК GMKtec Evo-X5 Pro 09.10.2026

Компания GMKtec представила Evo-X5 Pro, оснащенный топовым процессором AMD Ryzen AI Max+ Pro 495 из семейства Gorgon Halo и впечатляющим объемом оперативной памяти - 192 ГБ LPDDR5X-8533. Главная особенность компьютера - используемый процессор. Ryzen AI Max+ Pro 495 является самой мощной моделью в линейке Ryzen AI Max+ 400, известной под кодовым названием Gorgon Halo. В отличие от серии Ryzen AI 400, или Gorgon Point, где применяется комбинация крупных ядер Zen 5 и компактных Zen 5c, Gorgon Halo полностью отказался от Zen 5c. Все 16 ядер Ryzen AI Max+ Pro 495 относятся к архитектуре Zen 5, благодаря чему процессор способен одновременно обрабатывать до 32 потоков. По своим характеристикам чип предлагает базовую частоту 3,1 ГГц и способен разгоняться до 5,2 ГГц в режиме Boost. Объем кеш-памяти третьего уровня составляет 64 МБ. Фактически Ryzen AI Max+ Pro 495 можно рассматривать как мобильный аналог Ryzen 9 9950X, но с существенно меньшим энергопотреблением. Именно сочетание высокой ...>>

Плоская Вселенная не обязательно бесконечна 08.10.2026

Как устроено пространство Вселенной - один из фундаментальных вопросов современной космологии. На первый взгляд может показаться, что если пространство не имеет заметной кривизны, то оно должно простираться бесконечно во всех направлениях. Однако геометрия и топология пространства - не одно и то же, поэтому плоская Вселенная вовсе не обязана быть бесконечной. Новые результаты американских ученых позволяют увереннее говорить о геометрии космоса, но одновременно показывают, почему вопрос о его истинных размерах остается открытым. Ключом к определению геометрии Вселенной стал космический микроволновый фон (CMB) - излучение, сохранившееся с ранних этапов ее развития. Оно представляет собой своеобразный космический снимок очень молодой Вселенной, а распределение температуры в этом излучении содержит информацию о свойствах пространства, через которое свет распространялся на протяжении миллиардов лет. Анализируя характерные особенности CMB, исследователи могут проверять, соответствует ли н ...>>

Случайная новость из Архива Космический беспилотник ВВС США 28.12.2013 Прототип перспективного орбитального беспилотного летательного аппарата X-37B, запущенный американцами на орбиту, провел в космосе уже больше года. С какими целями находится беспилотник на орбите, неизвестно. Данные и о его полезной нагрузке засекречены. ВВС США, занимающиеся этим проектом, дату возвращения аппарата не называют. Однако, по сообщению Space.com, военные объявили, что после возвращения аппарат, скорее всего, произведет посадку в центре NASA, расположенном на мысе Канаверал во Флориде. Беспилотный летательный аппарат X-37B вышел на орбиту Земли 11 декабря прошлого года. Одна из целей, которые могут преследовать ВВС США и американский концерн Boeing, создавший беспилотник - выяснить, пригодны ли аппараты подобного класса к многократному использованию. Это нужно для доказательства возможности относительно дешевого вывода различных полезных грузов на орбиту Земли. Ранее беспилотники типа X-37B выполнили два полета на околоземной орбите. Один продолжался с 22 апреля по 3 декабря 2010 г, а второй продлился с 5 марта 2011 г по 16 июня 2012 г. Испытательные полеты двух беспилотников были признаны успешными. В процессе запусков аппаратов проверялась жаростойкость покрытия их корпуса. Также проверялась управляемость X-37B при полете на гиперзвуковой скорости в момент входа в атмосферу из космоса. X-37B имеет размах крыла 4,5 м и длину 8,8 м. Взлетная масса беспилотного аппарата, способного при возвращении на Землю совершать посадку подобно самолету, составляет примерно 5 т. Согласно официальной информации, раскрытой ранее ВВС США, расчетное время нахождения беспилотника на орбите составляет 270 суток. Есть мнения, такие беспилотники в перспективе будут выполнять разведывательные задачи. Также некоторые аналитики предполагают из-за скрытого характера программы, что X-37B может быть предвестником орбитального оружия, способного сбрасывать бомбы, либо выводить из строя спутники враждебной стороны. Хотя Пентагон неоднократно заявлял, что космический самолет - только "испытательный полигон" для новых технологий.

Другие интересные новости:

▪ Витамин B6 помогает лучше запоминать сны

▪ Центр стыда

▪ Теслафорез в наномасштабе

▪ Жуки - самые живучие существа

▪ Тараканы-киборги

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Надо возделывать свой сад. Крылатое выражение

▪ статья Существуют ли сейчас семь чудес света? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров разных. Справочник

▪ статья Живая и мертвая вода. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трансформаторы питания унифицированные - справочник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026