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8.1 数据域测量 8.1.1 数据域测量的基本概念 8.1.2 数据域测量技术 8.2 逻辑分析仪 8.2.1 概述 8.2.2 逻辑分析仪的工作原理 8.2.3 逻辑分析仪的显示 8.2.4 逻辑分析仪的基本应用. 8.1 数据域测量. 8.1.1 数据域测量的基本概念. 1. 数据域测量的特点 数据域测试 —— 检测数字系统或设备输入与输出对应的数据流关系 , 分析系统功能是否正确 , 判断有无故障及故障范围。 包括: 数字系统或设备的故障检测、故障定位、故障诊断以及数据流的监测和显示。 数据域测试设备主要有: - PowerPoint PPT Presentation
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第八章
逻辑分析仪
8.1 数据域测量8.1.1 数据域测量的基本概念8.1.2 数据域测量技术8.2 逻辑分析仪 8.2.1 概述8.2.2 逻辑分析仪的工作原理8.2.3 逻辑分析仪的显示8.2.4 逻辑分析仪的基本应用
第八章
逻辑分析仪
8.1.1 数据域测量的基本概念8.1 数据域测量
1. 数据域测量的特点数据域测试——检测数字系统或设备输入与输出对应的数据流关系 , 分析系统功能是否正确 , 判断有无故障及故障范围。包括:数字系统或设备的故障检测、故障定位、故障诊断以及数据流的监测和显示。数据域测试设备主要有:逻辑分析仪、特征分析仪和激励仪器、微机及数字系统故障诊断仪、在线仿真器、数据图形产生器、微型计算机开发系统、印刷电路板测试系统等。2. 数字信号的特点( 1 )数字信号一般为多路 ( 2 )数字信号按时序传递( 3 )数字信号的传递方式 ( 4 )数字信号的非周期性 ( 5 )数字信号频率范围宽 ( 6 )数字信号为脉冲信号
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8.1.2 数据域测量技术
图 8-1 基本逻辑部件的测试
1. 简单逻辑电路的简易测试 (1) 基本逻辑部件的测试(a) 与门 (b) 或门 (c) 非门
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器件 输入组合 S2置 1 S2置 2
与门
0 00 11 01 1
亮 亮 亮 灭
灭 灭 灭 亮
或门
0 00 11 01 1
亮 灭 灭 灭
灭 亮 亮 亮
非门 0 1
灭 亮
灭 亮
表 8.1 基本逻辑部件测试真值表
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( 2 )逻辑笔的应用
被测点逻辑状态 逻辑笔响应1. “稳定的逻辑 1”状态( +2.4V~ +5V)2. “稳定的逻辑 0”状态( 0V~ +0.7V)3. “在逻辑 1” “与 0”中间状态( +0.8V~ +2.3V)1.单次正脉冲2.单次负脉冲3.低频序列脉冲
红灯稳定亮绿灯稳定亮两灯均不亮
→ →绿 红 绿→ →红 绿 红
红绿灯交替闪烁
图 8-3 选通脉冲的作用
表 8-2 逻辑笔测试响应
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2. 穷举测试法对 n 位输入端加入 2n 种可能的组合信号,观察
输出是否正确。如果对所有的输入信号,输出信号的逻辑关系是正确的 , 则数字电路就是正确的;否则;数字电路是错误的。
3. 伪穷举测试法把一个大电路划分成多个子电路,对每个子电路
进行穷举测试。例如,当 n=16 时,如果将该电路划分成两个 n=8 的数字电路,则测试输入组合数为 28+28=256+256=512 ,测试时间降低为原测试时间的 1/128 。
4. 随机测试法采用“随机测试矢量产生”电路随机地产生输入
可能的组合数据流,加到被测电路和已知功能完好的参考电路中,对它们的输出进行比较,根据比较结果,给出“合格 / 失效”的指示。
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8.2 逻辑分析仪 逻辑分析仪是研究和测试数字电路,对数字系统进行逻辑分析的重要工具,由于它以荧光屏显示的方式给出测试结果,因而也称为逻辑示波器。
8.2.1 概述1. 逻辑分析仪的主要特点 为满足数据流的检测要求,逻辑分析仪应具有以下主要特点:( 1 )具有足够多的输入通道( 2 )具有多种灵活的触发方式( 3 )具有记忆功能 ( 4 )具有负延迟能力( 5 )具有限定功能 ( 6 )具有多种显示方式( 7 )具有驱动时域仪器的能力( 8 )具有可靠的毛刺检测能力
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2. 逻辑分析仪的分类逻辑分析仪按取样、显示方式和使用场合可分为
两大类:逻辑状态分析仪——用于对数字系统状态的分析
, 是跟踪、调试程序、分析软件故障的有力工具。
逻辑定时分析仪——用于观察数字信号的传输情况与时序关系 , 主要用于数字设备硬件的分析、调试、故障诊断和维修。
既可以用作状态分析,也可以用作定时分析,称为通用逻辑分析仪。
逻辑分析仪中采用微处理器来代替逻辑控制电路,称为智能逻辑分析仪。
按仪器工作性能,逻辑分析仪又可分为高、中、低三个挡次。
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8.2.2 逻辑分析仪的组成和工作原理
2. 逻辑分析仪的触发方式( 1 )组合触发( 2 )延迟触发 ( 3 )限定触发 ( 4 )序列触发( 5 )计数触发 ( 6 )“毛刺”触发
1. 逻辑分析仪的组成
图 8.4 逻辑分析仪的基本组成框图 图 8.5 组合触发逻辑波形图
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3. 逻辑分析仪的显示形式 (1) 定时图显示 (2) 状态表显示
图 8.7 状态显示图
图 8.6 定时显示图
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图 8.8 BCD 计数器图像显示图
(3) 图像显示
(4) 映射显示
图 8.9 映射显示图
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图 8.10 程序存储器与地址映射图对照
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8.2.3 逻辑分析仪的应用
1. 测试数字集成电路 将数字集成电路芯片接入逻辑分析仪中,选择适当的显示方式,得到具有一定规律的图像。如果显示不正常,可以通过显示过程中不正确的图形,找出逻辑错误的位置。
图 8.11 测量 RAM2114 的连线图
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2. 逻辑分析仪诊断数字系统故障的实例( 1 )测试逻辑部件的状态表、时序图,并可捕捉毛刺干扰。 T19-23 型通用十进制计数板的组成框图及其与逻辑分析仪( LA )的连接电路如图 8.12 所示。
图 8.12 T19-Z3 的组成及其与 LA 的连接图
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当计数频率在 80KHz以下时,电路工作正常,测试结果如图 8.13(a)、 (b)。
图 8.13 定时波形及状态表
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测试电路改为图 8.14(a)。在“并行定时”情况下启动“锁存”键 , 以便捕捉毛刺干扰。测试结果如图 8
.14 ( b)所示,当计数值从 7 ( 0111 )变到 8 (1000)时,在 a、 c译码线上出现毛刺干扰。
图 8.14 测试电路及波形图
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( 2 )检查程序不能正确执行的原因 故障现象:有一个用 BCD计数寄存器所控制的程序序列,不能正确执行。为了寻找故障原因,对控制寄存器的工作情况进行以下检测。①逻辑功能测试
表 8.3 状态表
序号寄存器状态
Q7、 Q6、 Q5、 Q4、 Q3、 Q2、 Q1、Q0
HEX
12345678
1 0 0 0 0 1 0 11 0 0 0 0 1 1 01 0 0 0 0 1 1 11 0 0 0 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0
85 86 87 88 89 00 01
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②定时波形检测定时波形检测如图 8.15 所示。
图 8.15 定时波形检测
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③测定子程序运行时间及调用次数 利用 LA 可以跟踪、剖析程序,并可以测定子程
序运行时间及调用次数。若某子程序的出口地址为 3FFFF ,入口地址为 01F
FFF ,利用特殊显示方式“地址检索”可以得出如表 8.4 所示结果。
表 8.4 地址检索Index Index
ADDR
DATA
0001
0002
0003
01FFF
0000
+0012 0000 +0092 0000
+0172 0000
3FFFF
0000
+0017 0000 +0097 0000 +0177 0000
0004
0005
0006
0007
0008
+0252 0000 +0332 0000 +0412 0000 +0492 0000 +0572
+0257 0000 +0337 0000 +0417 0000 +0497 0000 +0577
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