מנתח לוגי מבוסס מחשב. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מנתח לוגי מבוסס מחשב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מחשבים

ספרות זמינה לציבור בנושאי מחשב מוקדשת בעיקר לשימוש המסורתי במחשב אישי (PC) - לצורך חישובים, יצירה ועריכה של מסמכים, חיפוש ואחסון מידע ובידור. פחות נפוצים הם מאמרים וספרים על עיצוב מכשירים רדיו-אלקטרוניים שונים באמצעות מחשב. אין כמעט חומר על איך מחשב אישי יכול לעזור לחובב רדיו בהגדרה וניפוי באגים של המכשירים שהוא יוצר. הוא האמין כי עבור זה המחשב חייב להיות מצויד עם לוחות נוספים מורכבים ויקרים למדי וקבצים מצורפים. עם זאת, לעתים קרובות ניתן ליישם מספר פונקציות שימושיות מאוד עבור חובב רדיו באמצעות התקנים סטנדרטיים הזמינים בכל מחשב, למשל, יציאות תקשורת. על כך נדון במאמר זה.

לכל מחשב תואם IBM יש שתי יציאות טוריות לתקשורת, הנקראות יציאות COM או ממשקי RS-232C. לרוב מחובר עכבר לאחד מהם, שבלעדיו היום קשה לדמיין עבודה יעילה, השני נשאר לרוב פנוי או משמש מעת לעת לחיבור מודם חיצוני והתקנים היקפיים אחרים שאינם פועלים כל הזמן.

סט אותות ממשק RS-232C ומטרתם מתוארים בפירוט ב-[1]. כולם רשומים בטבלה. 1 יחד עם RI (חיווי טבעת, מעגל 125) לא מוזכר באותו מאמר. כפי שניתן לראות, לרשות המשתמש עומדים שלושה מעגלי פלט וחמישה מעגלי קלט. תוכנית המייצרת אותות בצורה הנדרשת ביציאות של יציאת COM ומנתחת בו-זמנית את מצב הכניסות שלה יכולה להפוך מחשב אישי לניתוח לוגי רב-ערוצי אחסון עם מגוון רחב של תקופות ניתוח וסנכרון, עיבוד ותצוגה עשירים. יכולות. זה יכול להיות שימושי בעת איתור באגים במגוון רחב של מכשירים דיגיטליים.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

הקושי העיקרי בפיתוח תוכנת מנתח הוא שתצורת החומרה והתוכנה הסטנדרטית של מחשב תואם IBM, אפילו עם מעבד מהיר וזיכרון RAM, אינה מאפשרת שום יצירה מדויקת של מרווחים של פחות מכמה מאות אלפיות שניות, באמצעות מעבד DOS מפריע כאשר טיימר המערכת עולה על גדותיו, וב-Windows - הודעות טיימר. מכיוון שאירועים אלו מתרחשים בפרק זמן של כ-55 אלפיות השנייה, זה בדיוק מה שמתקבל "קוונטי" של זמן. ניסיונות לתכנת מחדש את הטיימר מובילים להשלכות בלתי צפויות על כל התוכניות הפועלות ועל מערכת ההפעלה עצמה.

ניתן למדוד זמן על ידי ספירת מספר המחזורים שהתוכנית מבצעת ולוודא שתהליך זה אינו מופרע על ידי אירועים חיצוניים. אבל משימה זו אינה נפתרת כראוי במערכות הפעלה מודרניות; יתרה מכך, נדרשת התאמת מהירות התריס עבור כל תצורת חומרת מחשב. ב-MS DOS קל יותר לפתור בעיות כאלה, אך פיתוח תוכניות הופך להיות אינטנסיבי מדי אם נדרשים ממשק גרפי ופעולות עזר: חישובים, הדפסת גרפים.

עם זאת, בעת שימוש בכל מערכת הפעלה, אתה יכול לקבל אות של תדר וצורה מוגדרים בקפדנות ביציאה של היציאה הטורית TXD. כידוע, קצב חזרת הסיביות של הנתונים המועברים שווה למנה של התדר הסטנדרטי המיוצב על ידי מהוד קוורץ (115-200 הרץ) חלקי המקדם M. תוכנת המערכת בוחרת ומגדירה מקדם זה על סמך מידע סטנדרטי תעריפי העברה. עם זאת, שום דבר לא מונע מתוכנית היישום להקצות לגורם M כל ערך מ-1 עד 216 -1 (0FFFFH). כך, ביציאת TXD, ניתן לקבל פולסים בתדר מ-57,6 קילו-הרץ עד שברירי הרץ, וניתן להגדיר תדר שרירותי מתחת ל-12 קילו-הרץ בשגיאה של לא יותר מ-+10, ומתחת ל-1,2 קילו-הרץ - +1. %.

היציאה הטורית נשלטת באמצעות עשרה אוגרים של שמונה סיביות של הבקר שלה, הנקראים משדר אסינכרוני אוניברסלי (UART). בשולחן איור 2 מציג את הכתובות של אוגרים אלה במרחב ה-PC I/O ואת מטרתם הפונקציונלית. קל להבחין שלחלקם יש אותן כתובות. הגישה לאחרים נשלטת בנוסף על ידי הסיבית המשמעותית ביותר (D7) של אוגר בקרת הקו. אם הוא מכיל 1 לוגי, נגישות לרגיפי מחלק המהירות (הבייט הגבוה והנמוך של המספר M); אם הוא 0, נתוני המשדר והמקלט, הפעלת הפסקה.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

פורמט האות בפלט TXD תלוי בקוד שנכתב לאוגר בקרת הקו. סיביות D1 ו-D0 של קוד זה קובעות את מספר סיביות המידע במילה המשודרת (או מתקבלת) על ידי ה-UART. יכולים להיות מחמש (בספרות שהוזכרו - קוד 00) עד שמונה (קוד 11). מספר סיביות העצירה תלוי במצב של סיביות D2: 0 - אחד; 1 - שניים. עם חמישה סיביות מידע, במקום שני סיביות עצירה, משודרת אחת, אבל משך זמן וחצי, שנעשה למען תאימות עם טלטייפים מכניים ישנים.

סיביות D3-D5 של אוגר בקרת הקו שולטות בסיבית הזוגיות. אם D3=1, במהלך השידור הוא "מוכנס" בין המידע האחרון לסיביות העצירה הראשונות, אחרת הוא נעדר. המשדר בוחר אוטומטית את הערך של סיביות זו כך שהמספר הכולל של אחדים בסיביות המידע והבקרה יהפוך זוגי (עם D4=1) או אי זוגי (עם D4=0). ניתן לבטל את ההיגיון הזה על ידי הגדרת D5=1. סיבית הבקרה תהפוך לערך של סיביות D4, ללא קשר למספר האחדים בסיביות המידע.

מתג לוגי 1 בסיביות D6 מפעיל את מצב סימולציית הפסקת תקשורת. בפלט TXD, ללא קשר למצב של כל שאר הסיביות והרגיסטרים, נקבעת רמה לוגית קבועה של 0. מטרת סיביות D7 תוארה לעיל. בשולחן איור 3 מציג כמה דוגמאות להיווצרות של אותות בתדרים ומחזורי עבודה שונים במעגל ה-TXD, שרחוקים מלמצות את כל האפשרויות. ניתן לראות את צורת האות המוצגת בעמודה המתאימה בטבלה ישירות בפלט ה-TXD של ה-UART. במחבר היציאה החיצוני הוא הפוך. עם זאת, התקן הצימוד המתואר להלן יהפוך את האות שוב וצורתו תתאים שוב לאות הטבלה.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

נזכיר שהשידור של בתים שנכתב לאוגר הנתונים של המשדר מתחיל בסיבית הכי פחות משמעותית. מכיוון שבייט מועבר רק פעם אחת, כדי לקבל אות פלט תקופתי בהחלט, יש צורך לטעון שוב ושוב את האוגר שצוין מיד לאחר שחרורו. מוכנות לכתיבת בייט חדש מסומנת על ידי D5=1 במאגר מצב הקו.

אם אתה לא רוצה לבזבז זמן כל הזמן בסקר מרשם הסטטוס, אתה יכול להשתמש בפסיקות. בדרך כלל, בקר יציאת COM1 יוצר IRQ4 ו-COM2 יוצר IRQ3. יש לאפשר את היצירה של בקשות פסיקה כאשר המשדר מוכן על ידי כתיבת 1 לסיביות D1 לוגי של אוגר הפעלת הפסיקה. כאשר בקשות מותרות בו-זמנית מסיבות אחרות, בעת עיבודן, עליך קודם כל לקרוא את אוגר זיהוי הפסיקות ורק לאחר ווידוא שיש קוד בינארי 2 בסיביות D1 ו-D10 שלו, לכתוב בייט חדש לנתוני המשדר. הירשם.

רמות האות ביציאות RTS ו-DTR תלויות במצב של סיביות D1 ו-D0 של אוגר בקרת המודם. מומלץ לכתוב 2s לוגי לסיביות D3 ו-D0 של האוגר הזה.אבל בחלק מהמחשבים, ערך אפס בסיבית D3 מנתק את UART מבקר הפסיקה. אם תוסיף 1 לוגי לסיביות D4, מעגלי ה-TXD וה-RXD יתחברו בתוך ה-UART (מה שנקרא "לולאה פנימית"), שניתן להשתמש בה למטרות איתור באגים ואבחון.

סיביות D4, D5, D6 ו-D7 של אוגר המצב של המודם מציגות את רמות האות הנוכחיות בארבע כניסות - CTS, DTS, RI ו- DCD, בהתאמה. היכולת של ה-UART להקליט ביחידות D0-D3 את עובדות השינויים במצב המעגלים הנקובים במרווחים בין קריאות התוכנית לאוגר זה שימושית מאוד. ישנן גם הפסקות לשינוי מצב המודם. הם תואמים לסיביות D3 של אוגר הפעלת הפסיקה ולקוד 11 בסיביות D2 ו-D1 של אוגר זיהוי הפסקות. לרוע המזל, מעגל הקלט RXD, שהוא העיקרי בעת שימוש ביציאה טורית למטרה המיועדת לו, אינו מעניין במיוחד עבור המשימה הנבדקת.

פרטים נוספים על המטרה והשימוש של אוגרי UART ניתן לקרוא, למשל, ב-[2].

רמות האות הלוגי בכניסות וביציאות של היציאה הטורית חייבות להיות בטווח של -3...-15 V (לוגי 1) ו-+3...+15 V (לוגי 0). כדי לנפות באגים במכשירים בשבבי TTL ו-CMOS, יש להמיר את הרמות הללו בהתאם. ניתן לעשות זאת באמצעות יחידת ממשק, שהתרשים שלה מוצג באיור. 1. אלמנטים של המיקרו-מעגל DD1 ממירים את אותות המוצא של היציאה לרמות הנדרשות, והמתגים בטרנזיסטורים VT1-VT4 יבצעו את ההמרה ההפוכה. ניתן להשתמש במתג SA1 לחיבור אחת מכניסות היציאה ישירות ליציאת ה-TXD. זה עשוי להיות נחוץ כדי לתזמן את תהליך הניתוח.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

תקע ה-XS1 מחובר לשקע היציאה הטורית של המחשב עם כבל באורך של עד מספר מטרים, המכשיר המנוגד באגים מחובר לשקעי XS2-XS11. עדיף להפעיל את צומת הממשק ואת ההתקן שפותח באגים ממקור משותף. לעתים קרובות, למכשיר שפותח באגים אין את המתח השלילי הדרוש להפעלת מעגלי האספן של הטרנזיסטורים VT1-VT4. במקרה זה, הם מופעלים על ידי המתח השלילי של אותות הפלט של היציאה, "מתוקנים" על ידי דיודות VD1-VD3, שנמצאות במצב 1 הלוגי.

מחולל האותות ותוכנית מנתח הלוגיקה שפותחה על ידי המחבר פועלת בסביבת Windows של 32 סיביות. החלון הראשי שלו "Analyzer", המוצג באיור. 2 הוא מסך של אוסילוסקופ אחסון וירטואלי בעל ארבעה ערוצים (לפי מספר מעגלי הכניסה של היציאה). משמאל למסך יש אינדיקטורים ("LED") המקלים על ניטור תהליכים איטיים. לאחר הפעלת התוכנית, עליך לבחור בתפריט "פורט" את יציאת התקשורת איתה היא תעבוד.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

סוויפ האוסילוסקופ יכול להיות רציף עם פרק זמן מוגדר או זריקה בודדת (התחיל בלחיצה על הכפתור המתאים). אתה יכול להשתמש בלחצן "עצור" כדי להקפיא את התמונה. לאחר פתיחת חלון "סנכרון" (איור 3), בחר כל אחד מאותות הקלט או הפלט כאות הסנכרון.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

בחלון "Sweep" (איור 4) אתה מגדיר את תדירות השעון של הניתוח ומשך הזמן שלו.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

תיבת הדו-שיח "מצבי קו פלט", שבה מוגדרים התדירות והצורה של האותות שנוצרו, מוצגת באיור. 5. יחס חלוקת תדר השעון משתנה על ידי מתג עשור. התוכנית מחשבת ומציגה בחלון את ערכי התדירות ותקופת החזרה התואמים למקדם שצוין ולצורת האות שנבחרה ביציאת TXD. היצירה יכולה להיות רציפה, בודדת או בהתפרצויות של מספר נתון של פולסים.

מנתח לוגיקה מבוסס מחשב

רמות האות DTR ו-RTS נקבעות באמצעות הלחצנים "0" ו- "1". בנוסף, יציאות אלו יכולות לייצר "גל מרובע" או צורת גל שרירותית.

מחולל אותות ותוכנית מנתח לוגי של המחבר

ספרות

Karmyzov A. ממשקים של IBM PC. - רדיו, 1996, מס' 10 עמ'. 24, 25; מס' 11 עמ'. 24-26.
Frolov A. V., Frolov G. V. תכנות של מודמים. - M.: Dialogue-MEPhI, 1993.

מחבר: א. שרייבר, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף מחשבים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שמש, אלכוהול ודוושות 02.03.2009

חברת "ANTRO" ההונגרית הדגימה בבודפשט אב טיפוס עובד של "מכונית ידידותית לסביבה".

גג של מכונית תלת מושבית קלה (270 ק"ג) מכוסה בתאים סולאריים, מהם נטענות סוללות ליתיום-יון. ניתן לטעון אותם גם משקע בקיר. סוללות מניעות ארבעה מנועים חשמליים במרכזי הגלגלים. מערכת זו מאפשרת לך לנסוע 15-20 קילומטרים בטעינה אחת.

קיים גם מנוע בעירה פנימית בעל הספק נמוך הפועל על דלק ביולוגי - אלכוהול אתילי, המתקבל מביומסה צמחית. הוא מסובב גנרטור שמטעין את הסוללות. לבסוף, עוד דרך להטעין - הנהג והנוסעים יכולים לדווש כמו אופניים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ הסיבה העיקרית לאהבת האלכוהול התגלתה

▪ נסטלה מגדילה את צריכת כוח הרוח

▪ מראת פלזמה

▪ מדענים הצליחו לסנתז דקנטר

▪ נקרא הגיל המקסימלי של אדם

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף האתר התקני זרם שיורית. בחירת מאמרים

▪ מאמר צניחה. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר מי צד גבר? תשובה מפורטת

▪ מאמר פורמן. תיאור משרה