Програма логічного аналізатора сигналів на входах СОМ-порту. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Програма логічного аналізатора сигналів на входах СОМ-порту. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Комп'ютери

Коментарі до статті

У радіоаматорській практиці іноді виникає потреба досліджувати низькочастотні цифрові сигнали. Придбати для цього дорогий апаратний логічний аналізатор або осцилограф, що запам'ятовує, в більшості випадків недоцільно. Достатньо подати сигнали, що підлягають аналізу, на входи СОМ-порту комп'ютера і запустити програму, яка відобразить на екрані монітора всі їх зміни і збереже інформацію на жорсткому диску комп'ютера.

Пропонована програма призначена для запису та аналізу цифрових сигналів, що надходять на входи порту СОМ комп'ютера. Вона може працювати під усіма ОС сімейства Windows, починаючи з Windows 98. Комп'ютер повинен мати процесор не нижче від Pentium I з тактовою частотою 166 МГц і ОЗУ об'ємом не менше 128 Мбайт.

Програма написана в інтегрованому середовищі розробки додатків Delphi 7. Для прямого (обхід Win API) доступу до портів вводу-виводу вона використовує драйвер smPort, що не вимагає установки. Це дозволило досягти досить високої точності виміру інтервалів часу. Режим розгортки - очікуваний одноразовий тривалості, що настроюється, з запуском по зміні одного або декількох сигналів.

Одночасно досліджуються сигнали чотирьох входах порту (CTS, DSR, RI і DCD). При цьому є можливість утримувати високі логічні рівні напруги на вихідних лініях порту RTS і DTR, що дозволяє живити від них пристрої зі струмом, що споживається, до 15 мА (на лінію). Щоб дослідити сигнали, рівні яких від прийнятих в інтерфейсі RS232, необхідно подавати їх через відповідні узгоджувальні пристрої.

Основні технічні характеристики

Число входів .....................4
Рівень балка. 1, В.............+3...+25
Рівень балка. 0, В.............+3...-25
Число виходів для харчування
досліджуваних пристроїв та
датчиків.......................2
Вихідна напруга, В.........+12
Струм навантаження виходу, мА, не більше ........................15
Похибка вимірювання інтервалів часу, %, не більше,
при їх тривалості, мкс менше 20 .......не нормована
20..........................50
100.........................10
більше 1000...................1
Максимальна частота сигналу, що досліджується, кГц..........................180
Мінімальна тривалість розгортки, мс ..................1
Максимальна тривалість розгортки, при відображенні в масштабі,
1:1 ........................0,5
1:20........................10
1:100.......................50

Припустимо, необхідно досліджувати дискретний інформаційний сигнал, що передається послідовним кодом по одній лінії та супроводжується тактовими імпульсами по іншій. Імпульси йдуть безперервно, а передача інформації відбувається у невідомі заздалегідь відрізки часу.

Інформаційну лінію підключимо до входу DCD (конт. 1 роз'єм порту), а тактову - до входу RI (конт. 9) і запустимо програму Digital_Oscilloscope.exe. У полі "Налаштування" вікна, на закладці "Порт" (рис.1) вибираємо на ім'я (СОМ1 або COM2) той порт, на входи якого подано досліджувані сигнали. У графі "Адреса" буде відображено стандартну базову адресу вибраного порту. При необхідності тут можна ввести іншу адресу (у шістнадцятковому форматі), натиснувши на екранну кнопку, що знаходиться поряд зі значенням адреси.

Програма логічного аналізатора сигналів на входах СОМ-порту
Рис. 1

У відповідній графі вкажемо тривалість запису сигналів ("Час захоплення"), необхідну для вирішення поставленого завдання. Врахуйте, що реєструються лише моменти зміни рівнів досліджуваних сигналів, а чи не їх регулярні вибірки. Позначка пункту "Використовувати TSC" дозволяє відраховувати час за допомогою наявного у всіх процесорах, починаючи з Pentium I, апаратного таймера, що працює на підвищеній тактовій частоті, що значно покращує точність часу. Від цього доводиться відмовлятися, знімаючи позначку, лише на застарілих комп'ютерах, процесори яких не мають такого таймера.

На панелі "Запуск зміни сигналу" відзначимо пункт DCD. Це означає, що запис має розпочатися з першого зміни логічного рівня сигналу цьому вході, що у разі відповідає початку передачі. Зазначений на панелі "Утримувати сигнали" пункт RTS означає, що на однойменному виході порту буде встановлено напругу високого рівня.

Після натискання на екранну кнопку "Захоплення", що знаходиться над полем "Налаштування", програма перейде до очікування змін вхідних сигналів. У цьому режимі фон під написом "Захоплення" стане червоним. Після виконання умови запуску (у разі зміни рівня на вході DCD) почнеться і буде продовжуватися вказаний при налаштуванні час запис інформації на згадку про комп'ютер. Якщо з будь-якої причини потрібно припинити очікування початку запису або завершити його достроково, це можна зробити за допомогою екранної кнопки "Стоп".

Програма логічного аналізатора сигналів на входах СОМ-порту
Рис. 2

Після закінчення запису часові діаграми сигналів будуть відображені у вікні програми (рис. 2). Перейшовши на закладку "Осцилограми" поля "Налаштування", можна скористатися панеллю "Відображати сигнали", щоб при необхідності встановити інверсію деяких сигналів, вибрати колір кожної кривої, вимкнути відображення непотрібних сигналів (це прискорить виведення діаграм на екран). На тій же закладці можна вибрати масштаб відображення по осі часу, увімкнути масштабну сітку з оцифровкою або без неї.

Для точного вимірювання інтервалів часу в полі діаграм передбачено два маркери (вертикальні лінії червоного та зеленого кольорів). Їх можна переміщати або клацаннями правої або лівої кнопки миші по діаграмі або за допомогою двигунів під діаграмами. Положення кожного маркера на осі часу та інтервал між ними виводяться на екран у чисельному вигляді правіше за двигуни.

Потрібно враховувати, що з запису дуже багато інформації та виборі великого масштабу ресурси ОЗУ комп'ютера може бути вичерпані, що на екран комп'ютера буде виведено повідомлення.

Програма застосовується на кафедрі радіоелектроніки та комп'ютерної техніки Єлецького державного університету для дослідження та налаштування інфрачервоних приймачів та передавачів, а також (разом із датчиком Холла) як цифровий тахометр.

література

Pashix. Програмування на апаратному рівні: RS-232.
Тейксейра З, Пачеко К. Delphi 5. Керівництво розробника. - М: Видавничий дім "Вільямі", 2000.
Microsoft Windows SDK. - Microsoft Corporation, 1985-2007.

Програму логічного аналізатора, у тому числі її проекті системі Delphi та драйвер smPort, можна завантажити звідси.

Автор: В. Тимофєєв, м. Єлець Липецької обл.; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Комп'ютери.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Мозок злочинця як доказ 16.03.2017

Іноді люди роблять протизаконні дії просто тому, що не подумали про наслідки, або підкорившись якомусь імпульсу, або заради забави. І досить важко буває відрізнити того, хто "просто не подумав", від того, хто насправді хотів зробити саме те, що зробив, заради якоїсь вигоди - потрібно шукати мотиви, копатися в психології і т. д. Але завдання можна спростити, якщо підключити до справи нейробіологію.

Рід Монтегю (Read Montague) та його колеги з Політехнічного університету Вірджинії та інших наукових центрів США порівняли активність мозку у людей, яких просили зробити незаконну річ: за сценарієм, учасники експерименту, кілька десятків чоловіків і жінок, мали пронести через пост охорони якусь " контрабанду" у валізі. У деяких випадках було відомо, що в валізі - саме "контрабанда", в інших же вимагалося вибрати з двох або з п'яти валіз, в одному з яких лежало щось недозволене, і тоді тобі залишалося тільки здогадуватися, що ти несеш із собою. Імовірність того, що тебе спіймають, залежала ще й від того, чи був охоронець на пропускному пункті – таких пунктів було десять, і на деяких охорони не було.

У статті в PNAS говориться, що томографія показувала явну відмінність у роботі мозку у тих, хто брав валізу, будучи впевнений, що в ній є "контрабанда", і у тих, які не були в тому впевнені та брали валізу "просто так". Однак ці відмінності чітко виявлялися лише тоді, коли учасники експерименту заздалегідь бачили, на яких пропускних пунктах є охорона, а на яких немає, і лише потім обирали собі валізу.

В даному випадку йдеться не про поведінку - валізу так чи інакше довелося нести всім - а про стан мозку. Чомусь різниця між навмисним провиною і ненавмисним виникала лише тоді, коли людина могла оцінити ступінь ризику, тобто кількість охорони і ймовірність вибрати "неправильну" валізу. За великим рахунком, ми тут бачимо, що на рівні мозку впевненість у неправочинності своїх дій явно відрізняється від ситуації, коли людина просто щось робить заради самого процесу, сподіваючись, що все обійдеться.

Щоправда, хоч ми й сказали, що щось на кшталт такого нейробіологічного тесту може допомогти криміналістам відрізняти злісних злочинців від ненавмисних, незрозуміло, як саме це має працювати на практиці. Необхідно уточнити, що в даному випадку визначали не фонову активність мозку, яка могла б бути "візитною карткою" злочинця (взагалі питання, чи є така "фонова активність" у природі, якщо не у психічно хворих людей), а про ситуативні зміни в роботі нервових центрів Тобто, якщо у нас виникне кримінальна ситуація, мозок може спрацювати так чи так, і залежно від результату ми можемо судити про наміри людини.

Інші цікаві новини:

▪ Буде побудовано найбільшу плавучу вітроелектростанцію

▪ Мурахи можуть будувати орієнтири, позначаючи дорогу додому

▪ Гени та любов до кави

▪ ZL50233/4/5 - мікросхема подавлювача луна

▪ Датчики для захисту американських футболістів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Найважливіші наукові відкриття. Добірка статей

▪ стаття Запис супутникового ТБ із мінімальними витратами. Мистецтво відео

▪ статья Яка подія стала приводом для вбивства Гая Юлія Цезаря змовниками? Детальна відповідь

▪ стаття Функціональний склад телевізорів Amtel. Довідник