论文总字数：35116字

摘 要

随着电子技术的不断发展，产品设计复杂化程度的不断提高，在开发电子产品过程中，工程师们需要不断的修改产品的参数，才能使产品达到系统要求的功能和性能，这也就使得相关的检测技术变得尤为重要。

本文介绍了基于STM32的简易型逻辑分析仪的设计，以ST公司的STM32芯片作为主要控制模块，通过ADC模数转化器来采集4路信号，利用5向开关来实现通路的选择以及各通路门限电压的预设，采用唤醒按键来设置触发方式，并通过3.2寸的LCD显示屏显示触发字以及门限电压大小等参数，最终通过示波器显示各路通道的输出波形，便于同时观察和检测多条数据线上的信号。

本次设计采用Altium Designer Summer09软件来进行硬件电路图的设计，采用Keil uVision4来编写程序并进行编译和调试。利用STM32开发板结合自制电路模块作为硬件平台，成功实现了对多路信号的采集、存储、处理、波形显示等逻辑分析仪的基本功能， 达到了对输入信号进行调试和检错的目的。

关键词：STM32 ADC DMA LCD

The Design Of Simple Logic Analyzer

Abstract

With the continuous development of electronic technology and the increased sophistication of product design，in the development of electronic products，engineers need to constantly modify parameters of the product to make the product meet the system requirements of functionality and performance．This makes the relevant testing technology becomes particularly important.

This paper introduces the STM32-based Simple logic analyzer design．This design uses ST’s STM32 chip as the main control module．It can capture four signals through analog to digital converter．This design uses the 5-way switch to select the channel and set the threshold voltage of each channel，it can also set the trigger mode by wake-up button．Trigger words ,the threshold and other parameters can be displayed in 3.2-inch LCD screen．Ultimately，it shows the output waveform for each channel on the oscilloscope．This can observe and detect signals in a plurality of data lines at the same time．

The design uses Altium Designer Summer 09 software to design hardware circuit，using Keil uVision4 to write programs and compile．This design uses STM32 development board combined with homemade circuit as the hardware platform，successfully achieved the basic functions of logic analyzer．And this design achieve the purpose of input signal debugging and error detection.

Key Words: STM32; ADC; DMA; LCD

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3研究内容及论文结构 2

第二章 系统方案设计 4

2.1逻辑分析仪的工作原理 4

2.2系统设计理论基础 5

2.2.1 STM32微控制器 5

2.2.2ADC模数转化器 6

2.2.3DMA技术 7

2.2.5GPIO接口 8

2.3系统总体方案选择 9

2.3.1微控制器模块 9

2.3.2供电模块 10

2.3.3波形输出模块 10

2.3.4LCD显示模块 10

2.3.5按键模块 11

2.3.6最终方案确定 11

第三章 系统硬件设计 12

3.1系统整体框图 12

3.2系统硬件的总体设计 12

3.3.1 STM32最小系统 12

3.3.2电源电路 14

3.3.3滤波电路 15

3.3.4复位电路 15

3.3.5晶振电路 15

3.3.6按键电路 16

3.3.7LCD显示电路 17

第四章 系统软件设计 18

4.1系统总体分析 18

4.2软件设计流程图 19

4.3开发和调试环境 19

4.4各模块程序设计 20

4.4.1时钟配置介绍 20

4.4.2ADC模块配置介绍 20

4.4.3DMA模块配置介绍 22

4.4.4通用I/O端口配置介绍 23

4.4.5 LCD显示模块介绍 25

4.4.6触发模块介绍 26

4.4.7门限电压设置模块介绍 27

4.4.8波形输出模块介绍 29

4.5主函数分析 30

第五章 软硬件调试及结果分析 32

5.1测试平台 32

5.2.1硬件平台 32

5.2.2软件平台 33

5.2调试过程 33

5.3结果及分析 35

第六章 总结与期望 38

参考文献 39

致谢 41

附录一 源程序 42

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

20世纪70年代以来，由于计算机技术、大规模集成电路、高速数据处理器的不断发展，随之而来的对各种电子系统的设计、调试、检测技术的要求也不断提高。在测试过程中，为了更快、更好的检测出是否有错误以及错误的位置，则可以忽略具体波形，直接分析信号之间的逻辑关系，这也促进了逻辑分析仪、数据图形显示器等测试设备的产生与发展，其中目前国际上最最常用的就是逻辑分析仪^[1]。与示波器不同，逻辑分析仪不会显示出来具体的波形，而是通过对输入信号的采集和分析，并与预设的门限电压比较，得到逻辑1和逻辑0，当输入信号电压大于门限电压时，输出高电平（即“逻辑1”），当输入信号电压小于门限电压时，输出低电平（即“逻辑0”）。

逻辑分析仪主要有独立式逻辑分析仪和需要利用PC机实现功能的PC-based卡式逻辑分析仪两种，独立式逻辑分析仪中应用较为广泛的是安捷伦和泰克，这种分析仪性能高，但是价位也较高，而后者要想实现逻辑分析功能则必须通过PC机分析数据显示波形才可以。

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