第八章

逻辑分析仪

8.1 数据域测量8.1.1 数据域测量的基本概念8.1.2 数据域测量技术8.2　逻辑分析仪　8.2.1 概述8.2.2 逻辑分析仪的工作原理8.2.3 逻辑分析仪的显示8.2.4 逻辑分析仪的基本应用

第八章

逻辑分析仪

8.1.1 数据域测量的基本概念8.1 数据域测量

1. 数据域测量的特点数据域测试——检测数字系统或设备输入与输出对应的数据流关系 , 分析系统功能是否正确 , 判断有无故障及故障范围。包括：数字系统或设备的故障检测、故障定位、故障诊断以及数据流的监测和显示。数据域测试设备主要有：逻辑分析仪、特征分析仪和激励仪器、微机及数字系统故障诊断仪、在线仿真器、数据图形产生器、微型计算机开发系统、印刷电路板测试系统等。2. 数字信号的特点（ 1 ）数字信号一般为多路 （ 2 ）数字信号按时序传递（ 3 ）数字信号的传递方式 （ 4 ）数字信号的非周期性 （ 5 ）数字信号频率范围宽 （ 6 ）数字信号为脉冲信号

第八章

逻辑分析仪

8.1.2 数据域测量技术

图 8-1 基本逻辑部件的测试

1. 简单逻辑电路的简易测试 (1) 基本逻辑部件的测试(a) 与门 (b) 或门 (c) 非门

第八章

逻辑分析仪

器件 输入组合 S2置 1 S2置 2

与门

0 00 11 01 1

亮 亮 亮 灭

灭 灭 灭 亮

或门

0 00 11 01 1

亮 灭 灭 灭

灭 亮 亮 亮

非门 0 1

灭 亮

灭 亮

表 8.1 基本逻辑部件测试真值表

第八章

逻辑分析仪

（ 2 ）逻辑笔的应用

被测点逻辑状态 逻辑笔响应1. “稳定的逻辑 1”状态（ +2.4V～ +5V）2. “稳定的逻辑 0”状态（ 0V～ +0.7V）3. “在逻辑 1” “与 0”中间状态（ +0.8V～ +2.3V）1.单次正脉冲2.单次负脉冲3.低频序列脉冲

红灯稳定亮绿灯稳定亮两灯均不亮

→ →绿 红 绿→ →红 绿 红

红绿灯交替闪烁

图 8-3 选通脉冲的作用

表 8-2 逻辑笔测试响应

第八章

逻辑分析仪

2. 穷举测试法对 n 位输入端加入 2n 种可能的组合信号，观察

输出是否正确。如果对所有的输入信号，输出信号的逻辑关系是正确的 , 则数字电路就是正确的；否则；数字电路是错误的。

3. 伪穷举测试法把一个大电路划分成多个子电路，对每个子电路

进行穷举测试。例如，当 n=16 时，如果将该电路划分成两个 n=8 的数字电路，则测试输入组合数为 28+28=256+256=512 ，测试时间降低为原测试时间的 1/128 。

4. 随机测试法采用“随机测试矢量产生”电路随机地产生输入

可能的组合数据流，加到被测电路和已知功能完好的参考电路中，对它们的输出进行比较，根据比较结果，给出“合格 / 失效”的指示。

返回

第八章

逻辑分析仪

8.2 逻辑分析仪 逻辑分析仪是研究和测试数字电路，对数字系统进行逻辑分析的重要工具，由于它以荧光屏显示的方式给出测试结果，因而也称为逻辑示波器。

8.2.1 概述1. 逻辑分析仪的主要特点 为满足数据流的检测要求，逻辑分析仪应具有以下主要特点：（ 1 ）具有足够多的输入通道（ 2 ）具有多种灵活的触发方式（ 3 ）具有记忆功能 （ 4 ）具有负延迟能力（ 5 ）具有限定功能 （ 6 ）具有多种显示方式（ 7 ）具有驱动时域仪器的能力（ 8 ）具有可靠的毛刺检测能力

第八章

逻辑分析仪

2. 逻辑分析仪的分类逻辑分析仪按取样、显示方式和使用场合可分为

两大类：逻辑状态分析仪——用于对数字系统状态的分析

, 是跟踪、调试程序、分析软件故障的有力工具。

逻辑定时分析仪——用于观察数字信号的传输情况与时序关系 , 主要用于数字设备硬件的分析、调试、故障诊断和维修。

既可以用作状态分析，也可以用作定时分析，称为通用逻辑分析仪。

逻辑分析仪中采用微处理器来代替逻辑控制电路，称为智能逻辑分析仪。

按仪器工作性能，逻辑分析仪又可分为高、中、低三个挡次。

第八章

逻辑分析仪

8.2.2 逻辑分析仪的组成和工作原理

2. 逻辑分析仪的触发方式（ 1 ）组合触发（ 2 ）延迟触发 （ 3 ）限定触发 （ 4 ）序列触发（ 5 ）计数触发 （ 6 ）“毛刺”触发

1. 逻辑分析仪的组成

图 8.4 逻辑分析仪的基本组成框图 图 8.5 组合触发逻辑波形图

第八章

逻辑分析仪

3. 逻辑分析仪的显示形式 (1) 定时图显示 (2) 状态表显示

图 8.7 状态显示图

图 8.6 定时显示图

第八章

逻辑分析仪

图 8.8 BCD 计数器图像显示图

(3) 图像显示

(4) 映射显示

图 8.9 映射显示图

第八章

逻辑分析仪

图 8.10 程序存储器与地址映射图对照

第八章

逻辑分析仪

8.2.3 逻辑分析仪的应用

1. 测试数字集成电路 将数字集成电路芯片接入逻辑分析仪中，选择适当的显示方式，得到具有一定规律的图像。如果显示不正常，可以通过显示过程中不正确的图形，找出逻辑错误的位置。

图 8.11 测量 RAM2114 的连线图

第八章

逻辑分析仪

2. 逻辑分析仪诊断数字系统故障的实例（ 1 ）测试逻辑部件的状态表、时序图，并可捕捉毛刺干扰。 T19-23 型通用十进制计数板的组成框图及其与逻辑分析仪（ LA ）的连接电路如图 8.12 所示。

图 8.12 T19-Z3 的组成及其与 LA 的连接图

第八章

逻辑分析仪

当计数频率在 80KHz以下时，电路工作正常，测试结果如图 8.13(a)、 (b)。

图 8.13 定时波形及状态表

第八章

逻辑分析仪

测试电路改为图 8.14(a)。在“并行定时”情况下启动“锁存”键 , 以便捕捉毛刺干扰。测试结果如图 8

.14 （ b）所示，当计数值从 7 （ 0111 ）变到 8 （1000）时，在 a、 c译码线上出现毛刺干扰。

图 8.14 测试电路及波形图

第八章

逻辑分析仪

（ 2 ）检查程序不能正确执行的原因 故障现象：有一个用 BCD计数寄存器所控制的程序序列，不能正确执行。为了寻找故障原因，对控制寄存器的工作情况进行以下检测。①逻辑功能测试

表 8.3 状态表

序号寄存器状态

Q7、 Q6、 Q5、 Q4、 Q3、 Q2、 Q1、Q0

HEX

12345678

1 0 0 0 0 1 0 11 0 0 0 0 1 1 01 0 0 0 0 1 1 11 0 0 0 1 0 0 01 0 0 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0

85 86 87 88 89 00 01

第八章

逻辑分析仪

②定时波形检测定时波形检测如图 8.15 所示。

图 8.15 定时波形检测

第八章

逻辑分析仪

③测定子程序运行时间及调用次数 利用 LA 可以跟踪、剖析程序，并可以测定子程

序运行时间及调用次数。若某子程序的出口地址为 3FFFF ，入口地址为 01F

FFF ，利用特殊显示方式“地址检索”可以得出如表 8.4 所示结果。

表 8.4 地址检索Index Index

ADDR 

DATA 

0001 

0002 

0003

01FFF

0000

+0012 0000 +0092 0000

+0172 0000

3FFFF

0000

+0017 0000 +0097 0000 +0177 0000

0004 

0005 

0006 

0007 

0008

+0252 0000 +0332 0000 +0412 0000 +0492 0000 +0572

+0257 0000 +0337 0000 +0417 0000 +0497 0000 +0577

返回