Цифровой анализатор сигналов

Описание

При работе с незнакомым цифровым устройством часто возникает необходимость посмотреть входные и выходные сигналы, чтобы понять, как оно работает. Хорошо если в этот момент под рукой окажется осциллограф. Тогда можно кое-что увидеть. Но и не всякий осциллограф в этой ситуации может помочь. Очень непросто сразу просмотреть более одного сигнала, а тем более сравнить их. Для таких случаев необходимы цифровые анализаторы. Вот только стоят эти устройства приличных денег, да и достать их не так просто. Ну не все так плохо. Достаточно вспомнить, что сам компьютер может многое. Необходимо добавить незначительный штрих, и он может стать цифровым осциллографом-анализатором. Данным небольшим штрихом и является программа DIGAN.
Программа не требует больших ресурсов и особых знаний для работы с ней. Графический интерфейс программы предоставляет понятные инструменты опытному пользователю, а его простота не создаст проблем новичку. Если у вас имеется небольшой опыт работы с измерительной аппаратурой, то вы практически сразу можете приступить к работе, лишь ознакомившись с основными командами и возможностями.
Данная программа позволяет:

На данный момент программа имеет интерфейс MS-DOS и использует ряд особенностей, присущих данной операционной системе.

Основные моменты

Экран программы можно разделить на несколько условных зон.

screen

Зона просмотра

Это непосредственно экран анализатора, на котором изображаются считанные данные, имена сигналов, маркер/маркеры, логические уровни сигналов в точке расположения активного маркера, признаки инверсии и отключения линии и SERVICE-LINE.

work

Зона управления и контроля

Содержит набор служебных полей, панель меню и строку статуса.

Служебные поля содержат информацию о:

Панель меню содержит кнопки быстрого доступа к основным командам. Сами кнопки скомпонованы по группам (FILE, ANALIZE, …). Имя команды изображено на самой кнопке и поясняет команду, которая будет выполнена, если на кнопку нажать с помощью указателя "мышь".
Строка статуса отображает текущее состояние программы или краткие пояснения к командам.
На экран анализатора можно выводить только определенное число отсчетов, поэтому осциллограмма выводится фрагментами. Количество таких фрагментов зависит от длины буфера и текущего масштаба.
Всего в осциллограмме может присутствовать 5 линий (сигналов). Условно они имеют номера с 1-ого по 5-ый. Самый верхний - 5 сигнал. Самый нижний сигнал представляет собой служебную линию "SERVICE_LINE", которая используется для отображения результатов логических преобразований и дополнительных режимов. Все сигналы за исключением служебного можно переставлять друг относительно друга.
На осциллограмме в каждый конкретный момент времени только один из сигналов может быть активным (зеленый фон уровня активности с левой стороны экрана анализатора). Все остальные сигналы - пассивные синий фон. Сменить активный сигнал можно клавишами управления курсором CursorUp/Down. Над активным сигналом можно производить следующие действия:

Логические операции проводятся над двумя любыми выбранными сигналами. Один из этих сигналов всегда активный сигнал (левое окно в строке SERVICE), второй сигнал выделяется желтой рамкой (правое окно в строке SERVICE).
Служебные поля могут иметь различный цвет фона. Цвет фона информирует о различных режимах работы программы. Черный фон указывает, что значение данного поля можно редактировать. Красный цвет фона - программа занята предыдущей операцией и не может отреагировать на новую команду.
Для выполнения той или иной команды можно применять клавиатуру и необходимые сочетания клавиш или меню команд с помощью манипулятора "мышь". Команды с клавиатуры даются сочетанием клавиш, например: Alt+X. Это означает, что необходимо нажать клавишу Alt и, удерживая ее нажать клавишу X. Манипулятор "мышь" применяется для выбора кнопки меню и изменения значений в полях со списком. Левая и правая кнопка "мышки" меняет направление выбора или п озволяет перейти в режим ввода нового значения.

Адаптер

Приемником сигналов является LPT-порт компьютера, который достаточно легко вывести из строя. Настоятельно не рекомендуется для снятия информации пользоваться самым примитивным вариантом - "6 проводков". "Непонятные" шумы в кабеле, разброс характеристик микросхем LPT и многое другое могут в результате показать совсем не то, что на самом деле содержится в реальном сигнале. Не поленитесь, спаяйте адаптер, пригодится в случае чего и для собственных экспериментов с LPT-портом.

adapter

Изображенный "буферизированный" адаптер собран на основе шинного формирователя 74HC244 (аналог 1564АП5). Возможно также использование 555АП5 (74LS244) и 1533АП5 (74ALS244) либо, при соответствующем изменении схемы, любые другие неинвертирующие формирователи с тремя состояниями выходов. Использование шинного формирователя в адаптере улучшает форму сигналов и позволяет при необходимости перевести выходы адаптера в Z-состояние (высокоимпедансным). Этим мы "отключаем" адаптер от LPT-порта и не влияем на его работу (за исключением паразитных емкостей между проводами шлейфа от адаптера до LPT-порта). Для адаптера рекомендуется изготовить удлинитель порта LPT длиной 1.5-1.8м со всеми линиями (земель не жалеть), он может пригодиться и для других целей. Целесообразно адаптер выполнить на небольшой плате и вывести экранированные щупы длиной 20-25 см. Контакты 1, 19 микросхемы соединить с GND. Не стоит забывать, что на саму микросхему тоже стоит подать землю (10) и питание (20).

Особенности

Отдельно хочется отметить некоторые особенности работы программы. Если работа программы предполагается в среде MS-DOS или эмуляции этой среды, не забудьте подгрузить драйвер манипулятора "мышь".
Точное определение временных интервалов в среде MS Windows - достаточно нетривиальная задача, так как в любой момент ресурсы операционной системы могут быть задействованы для решения иных задач. Поэтому времена отсчетов могут в той или иной степени отличаться друг от друга. Чтобы улучшить точность рекомендуется запрещать (отключать) прерывания. Данная опция в программе имеется.
Формирование периода взятия отсчетов в среде MS Windows в интервале от самого быстрого (без временной задержки) и до 1 мс происходит программным путем. Все остальные задержки формируются ресурсами операционной системы и компьютера и достаточно точны. В среде MS-DOS формирование задержек может полностью формироваться на аппаратном уровне. В программе имеется опция выбора способа формирование периода взятия отсчетов. По умолчанию указано - программно.

Требуемая конфигурация компьютера 

Работа программы тестировалась на различных компьютерах, включая компьютеры на базе 386 и 486 процессорах. Для работы подойдет любой из этих компьютеров, который имеет не менее 200 кбайт свободного места на диске, исправный LPT-порт, монитор совместимый со стандартом VGA и желательно "мышь". Производительность процессора и всей системы в целом будет влиять на скорость взятия отсчетов (пропускная способность), но в достаточно незначительной степени. В данной версии программы используется нормальный режим LPT-порта или его часто обозначают в BIOS компьютера SPP. Если в компьютере имеется более одного LPT-порта, программа определит их количество и адреса и выберет для работы младший из них. При необходимости в программе имеется возможность изменить этот выбор.

ДАННАЯ ПРОГРАММА РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ " AS IS". ВЫ МОЖЕТЕ ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НА СВОЙ СТРАХ И РИСК. НИКАКИЕ ПРЕТЕНЗИИ ПО РАБОТЕ ПРОГРАММЫ, А ТАКЖЕ ВОЗМОЖНЫЕ ПОЛОМКИ ОБОРУДОВАНИЯ, ОБМАНУТЫЕ НАДЕЖДЫ, ПРЯМО ИЛИ КОСВЕННО ВОЗНИКШИЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПРОГРАММЫ И РУКОВОДСТВА, ПРИНИМАТЬСЯ НЕ БУДУТ. АВТОР НЕ ГАРАНТИРУЕТ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОПРОВОЖДЕНИЯ И ОБНОВЛЕНИЯ ВЕРСИЙ ЭТОЙ ПРОГРАММЫ.

DOWNLOAD

Программа является FREEWARE и может распространяться свободно при соблюдении следующих условий: программный код не изменяется и программа распространяется в виде дистрибутивного архива. Любое коммерческое использование этой программы запрещено!

Digan3_0.zip (~86k)

Инсталляция

Для загрузки программа предоставлена в виде ZIP-архива. Для ее распаковывания скопируйте архивный файл на выбранный вами диск (C:, D:, E: и т.д.) и распакуйте его. Во время распаковывания будут созданы необходимые разделы и проделана работа, подготавливающая программу к первому запуску. После этого программа готова к работе. В состав поставки входят следующие файлы:

Корневой каталог \

Digan.exe

непосредственно исполняемый файл

Digan.bmp

файл логотипа программы

Readme.txt

файл помощи

Mouse.com

файл драйвера манипулятора "мышь" (на всякий случай)

Каталог OSC\

OSC/I2C.OSC

пример осциллограммы шины I2C

OSC/3WIRE.OSC

пример осциллограммы шины MicroWire

Для корректной работы не изменяйте названия директория /OSC, где хранятся считанные и сохраненные данные, и не вносите изменения в файлы, которые шли в поставке!!!

©2001 DigAn
E-mail: diganer@tut.by