什么是逻辑分析仪？逻辑分析仪的使用方法是什么？逻辑分析仪和示波器有什么区别

　　什么是逻辑分析仪？

　　逻辑分析仪是分析数字系统逻辑关系的仪器。逻辑分析仪是属于数据域测试［2］仪器中的一种总线分析仪，即以总线（多线）概念为基础，同时对多条数据线上的数据流进行观察和测试的仪器，这种仪器对复杂的数字系统的测试和分析十分有效。逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，最主要作用在于时序判定。由于逻辑分析仪不像示波器那样有许多电压等级，通常只显示两个电压（逻辑1和0），因此设定了参考电压后，逻辑分析仪将被测信号通过比较器进行判定，高于参考电压者为High，低于参考电压者为Low，在High与 Low之间形成数字波形。

　　逻辑分析仪的使用方法：

　　单片机开发工程师和电子爱好者，每天都要和各种各样的数字电路打交道。在制作调试电路时除了使用万用表、示波器等工具，逻辑分析仪也是必不可少的。

　　逻辑分析仪是利用时钟从测试设备上采集和显示数字信号的仪器，最主要的作用在于时序判定。逻辑分析仪与示波器不同，它不能显示连续的模拟量波形，而只显示高低两种电平状态（逻辑1和0）。在设置了参考电压后，逻辑分析仪将采集到的信号与电压比较器比较，高于参考电压的为逻辑1，低于参考电压的为逻辑 0。这样就可以将被测信号以时间顺序显示为连续的高低电平波形，便于使用者进行分析和调试。使用逻辑分析仪，可以方便地设置信号触发条件开始采样，分析多路信号的时序，捕获信号的干扰毛刺，也可以按照规则对电平序列进行解码，完成通信协议分析。

　　逻辑分析仪根据其硬件设备的功能和复杂程度，主要分为独立式（单机型）逻辑分析仪和基于电脑（PC-Base）的虚拟逻辑分析仪两大类。独立式逻辑分析仪是将所有的软件，硬件整合在一台仪器中，使用方便。虚拟逻辑分析仪则需要结合电脑使用，利用PC强大的计算和显示功能，完成数据处理和显示等工作。

　　专业逻辑分析仪，通常具有数量众多的采样通道，超快的采样速度和大容量的存储深度，但昂贵的价格也不是个人所能承受的。作为工程师手头常备的开发工具，目前有许多入门级的逻辑分析仪设计，整体功能虽然不能和专业高档仪器相比，但是用较低的成本来实现特定的功能，也是非常成功的设计。本文以下讨论的逻辑分析仪，主要是指这类入门级设计。

　　基于电脑并口的逻辑分析仪曾是主流，但是近年来电脑系统逐步不再配置并口，这类设计已经成为明日黄花，仅仅还具有原理学习的价值。

　　另一类的逻辑分析仪，是以低速单片机为基础的。很多爱好者用PIC、AVR等常见单片机设计了自己的作品。但这类单片机逻辑分析仪的共同弱点就是采样速度太慢，通常不超过1MHz。

　　以USB IO芯片为基础的入门级逻辑分析仪现在最为流行。比如Saleae logic，还有类似的USBee等。这类产品主要采用一个USB IO芯片，例如CYPRESS公司的CY7C68013A-56PVXC，所有的信号触发和处理工作都是电脑上的软件完成的，硬件部分就只是一个数据记录仪。最高采样速度为24MHz。它们可以"无限数量"地采样，因为所有的数据都是存储在电脑里的。目前一般最多是8个通道，更多的通道数量会成比例地降低最高采样速度。这类产品构造简单，方便易用，价格便宜，是调试单片机开发工作的好工具。它的缺点主要是采样速度只有24MHz、8个通道，对于分析高速并行总线就不能胜任了。更进一步的设计，需要增加FPGA、SRAM等器件，才能解决速度不够和通道数量不足的问题。

　　下面就以Saleae逻辑分析仪为例，通过采样分析I2C总线波形和PWM波形，简单介绍它的特点和使用方法。

　　先介绍用逻辑分析仪采样单片机对I2C器件AT24C16的写数据过程。

　　硬件连接

　　1.先将逻辑分析仪的GND与目标板的GND连接，让二者共地。

　　2.选择需要采样的信号，这里就是AT24C16的SDA和SCL，将SDA接入逻辑分析仪的通道1（Input 1），SCL接入通道1（Input 2）。

　　3.将逻辑分析仪和电脑USB口连接，windows会识别该设备，并在屏幕右下角显示USB设备标识。

　　软件使用

　　1.运行Saleae软件，此时逻辑分析仪的硬件已经与电脑相连，软件会显示［Connected］。

　　2.设置采样数量和速度，I2C为低速通信，所以速度设置不必太高，这里设置为20M Samples @ 4M Hz的速度，也就是能持续采样5秒钟。

　　3.设置协议，点右上角的"OpTIons"按钮，找到analyzer1，设置为I2C协议，详见图1。

　　4.按"Start"按钮，开始采样。

　　数据分析