O programa para o analisador lógico de sinais nas entradas da porta COM. Esquema, descrição

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Na prática do rádio amador, às vezes é necessário investigar sinais digitais de baixa frequência. Adquirir um analisador lógico de hardware caro ou um osciloscópio de armazenamento para essa finalidade é, na maioria dos casos, impraticável. Basta aplicar os sinais a serem analisados nas entradas da porta COM do computador e executar um programa que exibirá todas as suas alterações na tela do monitor e salvará as informações no disco rígido do computador.

O programa proposto é projetado para gravar e analisar sinais digitais recebidos nas entradas da porta COM do computador. Ele pode ser executado em todos os sistemas operacionais da família Windows, começando com o Windows 98. O computador deve ter um processador de pelo menos Pentium I com velocidade de clock de 166 MHz e pelo menos 128 MB de RAM.

O programa é escrito no ambiente de desenvolvimento integrado do Delphi 7. Para acesso direto (ignorando a API do Win) às portas de E / S, ele usa o driver smPort que não requer instalação. Isso tornou possível obter uma precisão bastante alta na medição de intervalos de tempo. Modo de varredura - espera por uma única duração configurável, acionada por uma mudança em um ou mais sinais.

Ao mesmo tempo, os sinais nas quatro entradas da porta (CTS, DSR, RI e DCD) são examinados. Ao mesmo tempo, é possível manter altos níveis de tensão lógica nas linhas de saída das portas RTS e DTR, o que permite alimentar dispositivos com consumo de corrente de até 15 mA (por linha). Para investigar sinais cujos níveis diferem dos recebidos na interface RS232, é necessário aplicá-los através dos dispositivos correspondentes apropriados.

Principais características técnicas

Número de entradas ......................4
nível de log. 1, V............+3...+25
nível de log. 0, V............+3...-25
Número de tomadas
dispositivos em estudo e
sensores.........2
Tensão de saída, V.........+12
Corrente de carga de saída, mA, não mais que ......................15
Erro de medição do intervalo de tempo, %, não mais,
com sua duração, µs menor que 20 ....... não padronizado
20.............50
100.............................10
mais de 1000.........1
A frequência máxima do sinal em estudo, kHz .............................. 180
Duração mínima da varredura, ms ..............................1
Duração máxima da varredura, s, quando exibida em uma escala
1:1 ......................0,5
1:20.........10
1:100..........................50

Suponha que precisamos investigar um sinal de informação discreto transmitido por um código serial em uma linha e acompanhado por pulsos de clock em outra. Os impulsos são contínuos e a transmissão de informações ocorre em intervalos de tempo desconhecidos.

Conecte a linha de informação à entrada DCD (pino 1 do conector da porta) e a linha do relógio à entrada RI (pino 9) e execute o programa Digital_Oscilloscope.exe. No campo “Configurações” da janela que se abre, no separador “Porta” (Fig. 1), selecione pelo nome (COM1 ou COM2) a porta à qual se aplicam as entradas dos sinais em teste. A coluna "Endereço" exibirá o endereço base padrão da porta selecionada. Se necessário, você pode inserir outro endereço aqui (em formato hexadecimal) pressionando o botão ao lado do valor do endereço.

O programa do analisador lógico de sinais nas entradas da porta COM
Fig. 1

Na coluna apropriada, indicamos a duração da gravação dos sinais ("Tempo de captura"), necessária para resolver o problema. Observe que apenas os momentos de mudanças nos níveis dos sinais estudados são registrados, e não suas amostras regulares. Marcar a caixa "Usar TSC" permite contar o tempo usando o timer de hardware disponível em todos os processadores, começando pelo Pentium I, operando em uma frequência de clock mais alta, o que melhora significativamente a precisão da medição do tempo. Isso deve ser abandonado, desmarcado, apenas em computadores obsoletos cujos processadores não possuem esse temporizador.

No painel "Trigger on signal change", marque o item DCD. Isso significa que a gravação deve começar a partir da primeira alteração do nível lógico do sinal nessa entrada, que nesse caso corresponde ao início da transferência da informação. O item RTS marcado no painel "Sinais de espera" significa que a tensão do nível lógico alto será definida na saída da porta de mesmo nome.

Depois de pressionar o botão "Capturar" na tela, localizado acima do campo "Configurações", o programa continuará aguardando as alterações especificadas nos sinais de entrada. Neste modo, o fundo em "Capturar" ficará vermelho. Quando a condição de disparo for atendida (neste caso, o nível muda na entrada DCD), a gravação das informações na memória do computador será iniciada e continuará pelo tempo especificado durante a configuração. Se, por algum motivo, você precisar parar de esperar pelo início da gravação ou encerrá-la antes do previsto, poderá fazê-lo usando o botão "Parar" na tela.

O programa do analisador lógico de sinais nas entradas da porta COM
Fig. 2

Ao final da gravação, os diagramas de tempo dos sinais serão exibidos na janela do programa (Fig. 2). Acessando a guia "Oscilogramas" do campo "Configurações", você pode usar o painel "Mostrar sinais" para definir a inversão de alguns sinais, se necessário, selecionar a cor de cada curva, desativar a exibição de sinais desnecessários (este irá acelerar a exibição de diagramas na tela). Na mesma guia, você pode selecionar a escala de exibição ao longo do eixo do tempo, habilitar a grade de escala com ou sem digitalização.

Para uma medição precisa dos intervalos de tempo, dois marcadores são fornecidos no campo do gráfico (linhas verticais nas cores vermelha e verde). Eles podem ser movidos clicando com o botão direito ou esquerdo do mouse no diagrama ou usando os controles deslizantes abaixo dos diagramas. A posição de cada marcador no eixo do tempo e o intervalo entre eles são exibidos numericamente à direita dos controles deslizantes.

Deve-se levar em consideração que, ao registrar uma quantidade muito grande de informações e escolher uma grande escala, os recursos de RAM do computador podem se esgotar, sobre o qual uma mensagem será exibida na tela do computador.

O programa é usado no Departamento de Rádio Eletrônica e Engenharia de Computação da Yelets State University para pesquisa e ajuste de receptores e transmissores infravermelhos, e também (juntamente com o sensor Hall) como um tacômetro digital.

Literatura

Pashix. Programação de nível de hardware: RS-232.
Teixeira S, Pacheco K. Delphi 5. Guia do Desenvolvedor. - M.: Editora "William", 2000.
SDK do Microsoft Windows. - Microsoft Corporation, 1985-2007.

O programa analisador lógico, incluindo seu projeto Delphi e o driver smPort, pode ser baixado por isso.

Autor: V. Timofeev, Yelets, região de Lipetsk; Publicação: radioradar.net

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