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 Легко ли прокормиться киту 10.04.2011 Длина синего кита может превышать 30 метров, а масса - 150 тонн. Легко ли прокормиться такому гиганту? Кит ныряет, набирает порцию воды с крилем (мелкие креветки) и отфильтровывает из воды криль, пропуская воду через усы. Биолог Боб Шэдвик из университета Британской Колумбии (Канада), чтобы оценить энергетические затраты, связанные с питанием синего кита, промерил на скелетах китов, имеющихся в музеях, объем ротовой полости. Он составил около 80 тысяч литров. Зная среднее количество криля в литре воды, его калорийность, длительность погружения и скорость кита, когда он плывет под водой, широко раскрыв рот, биологи рассчитали энергетический баланс кита. За одно погружение синий кит заглатывает 1260 килограммов креветок, каждая из которых весит один-два грамма. Это почти полмиллиона килокалорий, что в 77 раз больше, чем кит тратит на один нырок. Там, где криля особенно много, выигрыш может превышать расходы и в 90 раз.

Другие интересные новости:

▪ 84-дюймовый дисплей NEC MultiSync X841UHD с разрешением 3840x2160 пикселей

▪ Контейнеровоз на метаноле

▪ Микроконтроллер ATmega169

▪ INA260 - цифровой измеритель тока, напряжения и мощности со встроенным шунтом

▪ Первый 200-вольтовый DirectFET транзистор от IR

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Том Стоппард. Знаменитые афоризмы

▪ статья Где существует хулиганская традиция сжигать огромного рождественского козла? Подробный ответ

▪ статья Андре-Мари Ампер. Биография ученого

▪ статья Полуавтомат защиты радиоаппаратуры от перепадов напряжения сети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Результат действий над неизвестным числом. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026