GPIB接口芯片的设计及在逻辑分析仪中的应用研究

摘要

本课题-GPIB接口芯片的设计及在逻辑分析仪中的应用研究主要有两个部分：第一部分是基于CPLD的GPIB接口板设计；第二部分是通过GPIB接口通讯的可程控逻辑分析仪的设计。其中GPIB接口板的设计采用CPLD+单片机的方案，逻辑分析仪采用FPGA+ARM的方案。最后将两部分结合起来组成一个可程控的逻辑分析仪，使得计算机通过GPIB接口达到对逻辑分析仪的控制。
　　 本文主要阐述了基于GPIB接口的逻辑分析仪的软硬件设计原理并提出了设计方案，根据设计的重点和难点，着重阐述了GPIB接口芯片NAT9914的CPLD设计、GPIB接口板和逻辑分析仪的硬件工作原理与设计方案，同时也对与硬件密切相关的软件部分作了简要的介绍。
　　 第1章介绍了GPIB的发展现状和发展趋势，同时也介绍了逻辑分析仪在数据域测试领域现状及发展趋势。第2章主要阐述系统设计方案的选择，包括系统顶层结构设计方案和关键器件的选择方案。第3章阐述了系统的硬件设计，包括GPIB接口板和逻辑分析仪的硬件设计，并提出了双MCU通讯的方案。第4章主要讲述了系统的软件设计，包括GPIB接口板和逻辑分析仪的软件设计，并介绍了LABVIEW的设计方法。第5章综合讲述了设计和调试的过程中遇到的问题及解决办法，是实际动手能力的积累。第6章是结论和展望。
　　 经测试表明，该逻辑分析仪具备了逻辑分析仪的基本处理功能，并具有GPIB接口的受方挂钩、源方挂钩、听和讲功能，可以进一步继续开发研究，具有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 GPIB简介

1.2 逻辑分析仪的发展现状及趋势

1.3 本课题的主要研究内容

2 系统总体方案设计

2.1 系统方案的选择

2.1.1 GPIB接口板的设计方案

2.1.2 逻辑分析仪的设计方案

2.2 系统项层结构设计

3 系统的硬件设计

3.1 GPIB接口板硬件设计

3.1.1 GPIB通用接口系统的基本特性

3.1.2 GPIB接口功能系统

3.1.3 GPIB握手协议（三线挂钩过程）

3.1.4 GPIB接口板硬件基础

3.1.5 控制器状态机的设计

3.1.6 主状态机的实现

3.1.7 面向计算机系统总线的接口设计

3.1.8 面向GPIB总线的设计

3.1.9 GPIB接口顶层文件的生成

3.2 逻辑分析仪的硬件设计

3.2.1 逻辑分析仪的原理

3.2.2 逻辑分析仪方案论证

3.2.3 逻辑分析仪的硬件基础

3.2.4 逻辑电路的模块设计

3.2.5 双MCU通讯设计

3.2.6 电源电路设计

3.2.7 复位电路设计

3.2.8 Flash接口电路设计

3.2.9 SDRAM接口电路设计

3.2.10 外扩SRAM接口电路设计

3.2.11 LCD显示控制电路设计

3.2.12 键盘电路设计

4 系统的软件设计

4.1 GPIB接口的软件设计

4.2 逻辑分析仪的软件设计

4.2.1 Flash操作软件程序

4.2.2 初始化子程序设计

4.2.3 FPGA中的地址操作子程序设计

4.2.4 LCD显示子程序设计

4.2.5 外部中断程序的设计

4.2.6 键盘子程序设计

4.3 基于LabVIEW的虚拟仪器设计

4.3.1 LabVIEW简介

4.3.2 SCPI简介

4.3.3 带GPIB接口的逻辑分析仪的实物图

5 调试

5.1 硬件调试心得

5.2 软件调试心得

5.2.1 GPIB接口板的软件调试

5.2.2 逻辑分析仪的软件调试

6 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间学术论文及科研情况

致谢