Логичеcкий 16-канальный анализатор Saleae Logic 16 (клон)

Те, кто работает с Arduino в 99% случаях имеют дело с логическими (цифровыми) сигналами — 0 (LOW) и 1 (HIGH). Даже вывод аналогового сигнала Arduino осуществляется посредством генерации ШИМ — что тоже, по сути, является комбинацией логических уровней — 0 и 1. Масса популярных протоколов и интерфесов — I2C, SPI, MODBUS и др., для обмена данными используют именно нули и единицы. Именно для визуализации, анализа, расшифровки и сравнения таких сигналов и предназначены логические анализаторы. Можно сказать, что логический анализатор — это осциллограф, который понимает только 2 уровня сигнала — 0 и 1. Он следит за изменением сигналов во времени и незаменим в отладочных работах при работе с цифровой техникой.

Ещё одно отличие логического анализатора от осциллографа заключается в том, что осциллограф отображает входящие данные в режиме реального времени, а логический анализатор эти данные сначала захватывает, а потом отправляет в специализированный софт для анализа.

В этой статье будут рассмотрены возможности и сферы применения 16-канального логического анализатора (далее ЛА) Saleae Logic 16, а точнее, его китайского клона.

Описание, характеристики

ЛА Saleae Logic 16 имеет 16 каналов, по которым может отслеживать изменение логических сигналов. Кто-то может сказать, что это много, и 8 каналов более чем достаточно, но в разделе о сферах применения будут показаны ситуации, в которых 16 каналов будут использованы одновременно. Отсутствие возможности захвата аналоговых сигналов, компенсировано наличием большого количества цифровых каналов — осциллографам такое количество каналов и не снилось, а если и снилось, то стоит космических денег. Справедливости ради, стоит упомянуть о том, что оригинальные Saleae Ligic умеют захватывать аналоговый сигнал на частотах, в разы меньших частоты сэмплирования цифровых данных. Это ограничение накладывает использование аналого-цифрового преобразователя (АЦП) для оцифровки аналоговых сигналов.

Как и в вопросе выбора осциллографа, одной из главных характеристик подобных приборов является частота — скорость захвата событий, дискретность получаемых данных — у ЛА Saleae Logic 16 она составляет 100 МГц. Для нужд Arduino хватает с запасом. Но на такой частоте обеспечивается одновременная работа только 3 каналов. При использовании более 3 каналов, частота будет снижена. Основные характеристики ЛА:

• Частота сэмплирования зависит от количества используемых каналов:
  • 100 МГц - 3 канала
  • 50 МГц - 6 каналов
  • 32 МГц - 9 каналов
  • 16 МГц - 16 каналов
• Поддержка различных логических уровней — 1.2 В, 1.8 В и 3.3+ В (устанавливается программно);
• Возможность подключения внешнего источника частоты семплирования (выходы SCK и HCK);
• Объем аппаратного буфера — 10 млрд. сэмплов;
• Поддержка из коробки оригинального программного обеспечения Saleae Logic — Saleae Logic Software.

Работа с ЛА и ПО Saleae Logic Software

Для начала стоит отметить, что ПО Saleae Logic Software с точки зрения автора — лучшее ПО по работе с логическими анализаторами и обработке полученной с них информации. Несмотря на простой дизайн, оно очень функционально, логично и лаконично.

При подключении ЛА к компьютеру ПО Saleae Logic Software определяет его автоматически — проблем быть не должно.

Если все таки драйвер не нашелся автоматически, системе можно подсказать — драйвера располагаются в папке с установленной программой (по умолчанию C:\Program Files\Saleae LLC\Drivers):

Как и у осциллографов, логическому анализатору можно указать тип события, по которому начнет производиться захват. Таких типов событий два:

• по команде пользователя — ручной режим запуска/остановки захвата:
  
• по триггеру — по восходящему сигналу (фронту), по ниспадающему (спаду), по положительному импульсу и по отрицательному импульсу:
  

Длительность захвата, также как и количество отслеживаемых каналов, диапазон логических уровней и частота сэмплирования, устанавливается в настройках:

Осуществлять навигацию по полученным данным помогают блоки, появляющиеся при наведении мыши на один из краев области с данными — при нажатии на них можно очень быстро перемещаться к предыдущим/следующим изменениям (перепадам) логических сигналов.

Получаемые в разных сессиях данные, очень удобно организовывать в отдельных закладках (по аналогии с листами Excel) — их можно переименовывать, а также сохранять и открывать позже для изучения:

Помимо сохранения и экспорта самих полученных данных, также можно сохранять и использовать настройки, используемые в конкретном захвате данных:

Примеры использования

В этом разделе приведена лишь малая часть тех ситуаций, в которых ЛА станет глазами радиолюбителя.

Дребезг. В отличие от осциллографа DSO138 с низкой частотой дискретизации, ЛА может очень наглядно показать дребезг и помочь в борьбе с ним:

ИК-сигнал. При помощи ЛА можно определить тип используемого протокола и считать передаваемый код:

Обмен цифровыми данными с датчиками. На примере датчика DHT11 можно посмотреть как происходит обмен данными с МК:

ШИМ. Запустив ШИМ на любом пине Arduino можно посмотреть на его частоту:

Для чего нужно? Частоту ШИМ иногда полезно знать в светодиодных матрицах, чтобы можно было корректно подстроить частоту генерации ШИМ, по отношению к смене сигналов общего анода/катода:

Чтение протоколов I²C. ЛА поможет увидеть данные запрашиваемые/получаемые по распространенным протоколам, например в модуле часов реального времени DS3231 по протоколу I²C

В случае если анализатор протокола, например I²C, по вашему мнению «косячит», убедитесь, что на линии тактирования нет помех (дребезга). В случае его наличия, с ним можно справиться при помощи глитч-фильтра (англ. Glitch Filter — фильтр помех):

Самое крутое — реверс-инжиниринг. Если перед вами устройство с частями без опознавательных знаков, для того, чтобы понять как происходит обмен данными между ними, то ЛА просто незаменим. На примере ниже, обмен данными с дисплеем в универсальном тестере:

Что почитать:

• Noname XL-LOGIC16-100M

Похожие запросы:

• Логический анализатор 16 каналов 100МГц
• логический анализатор saleae logic (клон)
• Логический анализатор 24МГц 8 каналов
• Логический анализатор на микроконтроллере CY7C68013A