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SaleaeLogic 16 逻辑分析仪的安装及使用【对 I2C、SPI、串口的信号进行测量】

發(fā)布時間：2024/3/26 编程问答 86 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 SaleaeLogic 16 逻辑分析仪的安装及使用【对 I2C、SPI、串口的信号进行测量】小編覺得挺不錯的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個參考.

文章內(nèi)容：

安裝 SaleaeLogic 16 邏輯分析儀

用示波器和邏輯分析儀對 I2C、SPI、串口的信號進(jìn)行測量，深入了解這些協(xié)議原理；并對照前兩篇文章：【STM32 基于 I2C 通信協(xié)議的溫濕度采集并串口顯示】、【基于 SPI 協(xié)議用 0.96 寸 OLED 顯示漢字及溫濕度數(shù)據(jù)】，其中的代碼進(jìn)行分析。

1 安裝 Saleae Logic 16 邏輯分析儀
- 1.1 下載安裝包
- 1.2 安裝
- 1.3 軟件界面介紹
2 測量 I2C、SPI、串口的信號
- 2.1 I2C 數(shù)據(jù)解析并結(jié)合通信協(xié)議分析
- - 2.1.1 I2C 數(shù)據(jù)解析
  - 2.1.2 結(jié)合 I2C 通信協(xié)議分析
- 2.2 串口數(shù)據(jù)解析并結(jié)合串口通信協(xié)議進(jìn)行分析
- - 2.2.1 串口數(shù)據(jù)解析
  - 2.2.2 結(jié)合串口通信協(xié)議分析
3 總結(jié)
4 參考資料

1 安裝 Saleae Logic 16 邏輯分析儀

1.1 下載安裝包

點擊下面鏈接，下載安裝包。
SALEAELOGIC16_(邏輯分析儀軟件與說明書-可安裝最新版軟件，但須先看舊版軟件目錄下中文指南中的串口分析案例)：https://pan.baidu.com/s/1LXJIvDVQwKM71V82eapegw
提取碼：luha

1.2 安裝

根據(jù)自己的電腦操作系統(tǒng)選擇對應(yīng)的版本安裝。
這里我用的操作系統(tǒng)是 win10 ，所以我安裝了 Logic+Setup+1.1.34.exe 這個安裝文件。
之后一直回車，安裝比較簡單，這里不再啰嗦。
安裝完畢后，即可開啟軟件，顯示出如下界面：

在安裝軟件的同時，驅(qū)動程序已經(jīng)被注冊到系統(tǒng)了了，當(dāng)插入 SALEAE 16 邏輯分析儀后就可以自動安裝安裝驅(qū)動。

1.3 軟件界面介紹

打開界面如下圖，軟件界面基本是左中右的布局，左邊主要是采集和顯示設(shè)置，右邊是分析和解析設(shè)置，中間是波形顯示區(qū)域。
無邏輯分析儀的時候顯示 Disconnected，左邊是8個通道，使用的時候根據(jù)硬件連接選擇對應(yīng)通過進(jìn)行配置，中間部分是顯示我們邏輯波形的區(qū)域，右邊是添加一些協(xié)議數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)分析區(qū)域。
點 Start Simulation，可以在波形區(qū)域模擬顯示出一些軟件生成的數(shù)據(jù)，如果您設(shè)置了解析（解析設(shè)置方法在下面講），可以根據(jù)所設(shè)置的協(xié)議，生成一些符合協(xié)議解析要求的模擬數(shù)值。
由于默認(rèn)的演示模式是 8 通道的，我們可以設(shè)置成 16 通道的。
點擊左上角的符號，之后彈出選擇演示的設(shè)備：
我們選擇 LOGIC16 ，之后界面會出現(xiàn)一些 SALEAE16 的設(shè)置。
每個通道的設(shè)置
第一項是波形幅值比例，可以通到進(jìn)行修改不同的比例。
觸發(fā)方式選擇
上升沿、下降沿、雙邊沿，主要跟協(xié)議信號有關(guān)系，比如串口接收數(shù)據(jù)，起始位是低電平，配置為下降沿觸發(fā)就可以。
Annotations 選項
可以增加測量電平時間的組數(shù)，此處測量兩組，類似示波器測量時間的標(biāo)線。
Analyzers 選項
里面包含了很多協(xié)議，常用的串口、SPI、IIC、CAN 等等，都可以進(jìn)行測量。

這里就先簡單介紹這么多，軟件的詳細(xì)使用介紹，可以在上面下載的安裝包里新版本包的 SALEAE16最新軟件的使用說明.pdf 里了解。
使用 Saleae Logic 16 邏輯分析儀對串口分析的案例可以在上面下載的安裝包里老版本包的上手指南——中文里了解。

2 測量 I2C、SPI、串口的信號

2.1 I2C 數(shù)據(jù)解析并結(jié)合通信協(xié)議分析

2.1.1 I2C 數(shù)據(jù)解析

選擇信號觀測
Analyzers 選項里面包含了很多協(xié)議，常用的串口、SPI、IIC、CAN 等等，都可以進(jìn)行測量。
點擊選擇需要觀測的 I2C 通道：
配置通道 0 是 SCL 信號，通道 1 是 SDA 信號
邏輯儀連接

邏輯分析儀開發(fā)板

CH0	SCL(PB6)
CH1	SDA(PB7)
GND	GND

點擊左上角 START ，采集數(shù)據(jù)后觀測：
數(shù)據(jù)分析
首先是開始信號，接下來是發(fā)送器件地址，接收到 ACK 信號，寫器件地址，接收到從機(jī) ACK 數(shù)據(jù)，發(fā)送要寫入的數(shù)據(jù)，接收到從機(jī) ACK 數(shù)據(jù)，停止信號，這就是一個完整的通訊周期。

2.1.2 結(jié)合 I2C 通信協(xié)議分析

IIC 兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。它是由數(shù)據(jù)線 SDA 和時鐘 SCL 構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
I2C 總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號，它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應(yīng)答信號。
開始信號：SCL 為高電平時， SDA 由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。
結(jié)束信號：SCL 為高電平時， SDA 由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。
應(yīng)答信號：接收數(shù)據(jù)的 IC 在接收到 8bit 數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的 IC 發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU 向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應(yīng)答信號， CPU 接收到應(yīng)答信號后，根據(jù)實際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應(yīng)答信號，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。
單字節(jié)通訊流程為：
1、發(fā)送起始信號
2、發(fā)送設(shè)備地址，高位在前
3、ACK 信號，該信號由從機(jī)發(fā)出，主機(jī)接收
4、發(fā)送要操作的 eeprom 地址，即是要寫數(shù)據(jù)到的地址
5、發(fā)送要寫入的數(shù)據(jù)
6、接收從機(jī)應(yīng)答信號
7、發(fā)送 stop 信號，通信結(jié)束

對比之前的結(jié)果分析，可以發(fā)現(xiàn)與我們分析的一致。

2.2 串口數(shù)據(jù)解析并結(jié)合串口通信協(xié)議進(jìn)行分析

2.2.1 串口數(shù)據(jù)解析

選擇信號觀測
Analyzers 選項里面，點擊選擇需要觀測的輸出：
USART1 串口通道：
邏輯儀連接

邏輯分析儀開發(fā)板

CH0	PA9(TXD)
GND	GND

點擊左上角 START ，采集數(shù)據(jù)后觀測：
數(shù)據(jù)解析
USART1 串口輸出時的具體數(shù)據(jù)如下圖：

2.2.2 結(jié)合串口通信協(xié)議分析

UART 使用的是異步串行通信。
異步通信以一個字符為傳輸單位，通信中兩個字符間的時間間隔多少是不固定的，然而在同一個字符中的兩個相鄰位間的時間間隔是固定的。
串口通信協(xié)議數(shù)據(jù)傳送時，每一個字符為 10 位（1 個起始位，7 個數(shù)據(jù)位，1 個校驗位，1 個結(jié)束位）：
起始位—先發(fā)出一個邏輯“ 0 ”信號，表示傳輸字符的開始；
數(shù)據(jù)位—可以是 5~8 位邏輯“ 0 ”或“ 1 ”；
校驗位—數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“ 1 ”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗)或奇數(shù)(奇校驗)；
停止位—它是一個字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。可以是 1 位、1.5 位、2 位的高電平；
空閑位—處于邏輯“ 1 ”狀態(tài)，表示當(dāng)前線路上沒有資料傳送。
從邏輯分析儀的波形可以看到，每一個字符為 10 位，有一個邏輯“ 0 ”的起始位，7 位數(shù)據(jù)位，1 為奇偶校驗位，1 位高電平停止位，1 為處于邏輯“ 1 ”的空閑位。其中的數(shù)據(jù)位：1101000 即十六進(jìn)制數(shù) 0x68。
串口波形符合串口通信的數(shù)據(jù)傳輸格式。
串口通信協(xié)議數(shù)據(jù)傳送速率用波特率來表示，即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)。
數(shù)據(jù)的波特率為 1s 傳送的碼元符號的個數(shù)。
從邏輯分析儀的波形可以看到，實際傳輸一個比特時間為 8.75 us，而之前設(shè)置的波特率為 115200，即理論上傳輸一個比特時間為 1/115200=8.68 us，可見串口通信的實際傳輸速率與理論相近，只存在一點點誤差，可能是設(shè)備問題造成的。

3 總結(jié)

本篇文章先介紹了 Saleae Logic 16 邏輯分析儀的安裝，再簡單介紹了 Saleae Logic 16 邏輯分析儀的界面使用，做的比較簡陋。并對 I2C 和串口通信做了主要分析。
文章有不足之處，敬請大家指教。

4 參考資料

SALEAELOGIC16_(邏輯分析儀軟件與說明書-可安裝最新版軟件，但須先看舊版軟件目錄下中文指南中的串口分析案例)
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1LXJIvDVQwKM71V82eapegw
提取碼：luha

邏輯分析儀的簡單使用介紹（附帶i2c、串口、spi數(shù)據(jù)分析）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的SaleaeLogic 16 逻辑分析仪的安装及使用【对 I2C、SPI、串口的信号进行测量】的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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