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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Быстрый способ создания высокоэффективных тандемных солнечных элементов 24.05.2026 Солнечные панели остаются одним из самых перспективных решений для получения чистой электроэнергии. Однако традиционные кремниевые элементы уже приближаются к своему теоретическому пределу эффективности. Именно поэтому ученые по всему миру активно работают над тандемными технологиями, которые сочетают разные материалы для более полного поглощения солнечного света. Недавний прорыв в этой области продемонстрировали исследователи из Германии и Испании, разработавшие инновационный метод производства перовскит-кремниевых солнечных элементов. Новая технология позволяет создавать тандемные солнечные элементы с коэффициентом полезного действия до 24,3%. Весь процесс вакуумного напыления занимает всего 10 минут и полностью обходится без токсичных растворителей. Это совместная разработка ученых Технологического института Карлсруэ (KIT) и Университета Валенсии. Благодаря такому подходу производство становится значительно быстрее и экологичнее по сравнению с традиционными методами. В основе инновации лежит метод сублимации в замкнутом пространстве, известный как Close Space Sublimation (CSS). Во время процесса исходные материалы улетучиваются в условиях вакуума и преодолевают расстояние всего в несколько миллиметров, прежде чем равномерно осесть на кремниевой подложке. Такая короткая дистанция обеспечивает высокую точность и минимальные потери сырья, что особенно важно для масштабирования технологии на промышленном уровне. Эффективность тандемных элементов объясняется их уникальной конструкцией. Верхний перовскитный слой поглощает высокоэнергетическую часть солнечного спектра, в то время как нижний кремниевый слой улавливает оставшиеся длинноволновые лучи. Этот тандемный подход позволяет существенно превзойти показатели обычных кремниевых панелей и приблизиться к более высоким уровням конверсии солнечной энергии в электричество. Профессор Ульрих Паэтцольд из Технологического института Карлсруэ подчеркнул, что для коммерческого успеха важны не только высокая эффективность, но и скорость, надежность и масштабируемость производства. Новый метод продемонстрировал отличную универсальность: его успешно применили на гладких, наноструктурированных и микроструктурированных кремниевых поверхностях. Толщина и однородность перовскитных слоев при этом контролировались с точностью до микрон и нанометров. Самый высокий результат в 24,3% был достигнут именно на текстурированной микроструктурной поверхности, которая широко используется в современной промышленности. Это открывает прямой путь к внедрению технологии в массовое производство, поскольку не требует радикального изменения существующих линий по выпуску кремниевых элементов. Разработка немецко-испанских ученых представляет собой важный шаг на пути к более доступной и эффективной солнечной энергетике. Быстрый, экологичный и экономически выгодный процесс может существенно снизить стоимость производства и ускорить глобальный переход на возобновляемые источники.

Другие интересные новости:

▪ Игровой ноутбук Maingear Pulse 17

▪ Водородный поезд Hybari

▪ Дом на энергии водорослей

▪ Умный пинцет для исследования микробиома

▪ Смартфон Gionee Elife S5.5 толщиной 5,6 мм

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Строителю, домашнему мастеру. Подборка статей

▪ статья И сделалась моя Матрена ни Пава, ни Ворона. Крылатое выражение

▪ статья Когда впервые стали использоваться ветряные мельницы? Подробный ответ

▪ статья Оказание первой доврачебной помощи при переломах

▪ статья Простые терморегуляторы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Запуск трехфазного двигателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026