Meranie priebehov na LED displeji

Úloha

  1. Zobrazte priebehy logických signálov ktoré riadia spínanie tranzistorov
  2. Zároveň s predošlými signálmi zobrazte logické signály ktoré spínajú jednotlivé LED sedmenty číslicovky
  3. Odmerajte čo najpresnejšie ako dlho trvá zopnutie jedného tranzistora. Tak isto zmerajte čo najpresnejšie koľko trvá celý jeden cyklus zobrazenia všetkých znakov na displeji. Porovnajte namerané časy a očakávané časy programátorom.
  4. Odčítajte logické hodnoty na LED segmentoch v časoch zopnutia jednotlivých tranzistorov podľa logických hodnôt určte aký údaj bol zobrazený na displeji

Teoretický rozbor

K získaniu požadovaných informácií je v tomto prípade podrebné zariadenie, pomocou ktorého si vieme zobraziť hodnoty logických signálov v čase. K tomuto účelu sa používa zariadenie s názvom logický analyzátor Existujú mnohé typy. Mi sa tu pokúsime pracovať s dvomi typmi. Jeden je z kategórie hobby a dá sa získať za smiešnu sumu. Druhý typ je z kategórie profi zariadení. Jeho cena je pomerne vysoká. I keď v porovnaní s minulosťou a poskytovanými funkciami je opäť smiešne nízka

Logický analyzátor Saleae v skutočnosti nie je veľmi lacný. Lacné sú jeho čínske klony. Ide o osem kanálový logický analyzátor ktorý je pripojený prostredníctvom USB k PC. V spolupráci s obslužným programov dokáže snímať signály rýchlosťou až 24MHz.
K činnosti zariadenia je potrebné mať nainštaľovaný obslužný program a funkčný USB driver.

V druhej kategórii je zariadnie Rigol MSO 5074. Je to štvorkanálový osciloskop ktorý obsahuje aj ďalšie prístroje - nás teraz bude zaujímať zabudovaný šestnásť kanálový logický analyzátor.

Postup

Meranie pomocou USB analyzátora.
  1. Ako prvé skontrolujte či máte nainštalovaný obslužný program USB analyzátora. Program by ste mali nájsť "D:\Logic-1.2.40\Logic.exe"
  2. Ak program nie je nainštaľovaný, inštalačný program nájdete v školskej svieti U:\plesnik\POS\3Rocnik. Stačí ho rozbaliť na disk D:
  3. Po pripojení USB si treba skontrolovať či sa neobjavý v správcovi zariadení zariadenie bez ovládača. Ovládač je k dispozícii v balíku obslužného programu USB analyzátora, len ho windows nevie nainštaľovať automaticky.
  4. Ak spustíte teraz obslužný program s pripojeným logickým analyzaátorom, mal by ho sw lokalizovať pripojiť sa k nemu a dovoliť ho používať.
    Ak je problém s USB komunikáciou alebo analyzátor nie je pripojený, tak sa program prepne do demo módu v ktorom si "vymýšla" signály a tie potom zobrazuje
  5. Keďže je k dispozícii iba osem vstupov pripojte iba logické signály, ktoré riadia spínanie tranzistorov. Dobre si rozmyslite na ktorej strane rezistora je logická hodnota, pretože logický analyzátor dokáže snímať iba logické signály so správnymi úrovňami. Samozrejme nezabudnite pripojiť aj nulový potenciál. Signály pripájajte v poradí SEG1, SEG2, SEG3, SEG4, prípadne SEG5, SEG6
  6. Zapnite hodiny a pokúste sa zobraziť priebeh signálov spínajúcich tranzistory.
  7. Odmerajte ako dlho je zopnutý tranzistor. Porovnajte či dĺžka zopnutia tranzistorov je rovnaká.
  8. Odmerajte aj ako dlho trvá celý jeden zobrazovací cyklus. Porovnajte nameranú hodnotu s očakávaním programátora.
Meranie priebehov pomocou MSO 5074
  1. Pripojte si sondu logického analyzátora k logickým signálom ovládajúcich LED displej. Máte k dispozícii dve osembitové skupiny označené D0 až D15. Dopručujem pripájať signály v presnom poradí. Teda napríklad A, B, C, D, E, F, G, DP na jednu časť a SEG1, SEG2, SEG3, SEG4 (SEG5, SEG6) na druhú časť. Nezabudnite pripojiť aj nulový potenciál.


  2. Pripojte sondu k osciloskopu a zapnite osciloskop. Ako prvé nastavte vhodnú časovú základňu pre zobrazovanie očakávaných signálov a spúšťanie (Trigger). (č.1)
  3. Nastavte úroveň spúšťania na Hranu/Edge (č.3)
  4. Zdrojový signál od ktorého je odvodené spúšťanie nastavte na vstupný signál LA na ktorom je pripojený SEG1 (č.4)
  5. Hranu nastavte na dobežnú/falling aby sa spustenie zobrazovania vykonalo na začiatku zobrazovacieho cyklu displeja. (č.5)
  6. Nastavte zobrazenie signálov podľa obrázka

  7. Pomocou možnosti On/Off vypnite zobrazovanie nepripojených signálov. (č.2) V tomto prípade boli odstánené signály D14 a D15
  8. Úroveň spúšťania nastavte asi do polovice zakázaného pásma použitej logiky. (č.3)
  9. Pomocou funkcie Label označte jednotlivé signály. (č.4)
  10. Pomocou funkcie More prejdite na ďalšie možnosti nastavenia a rozdelte tam signály pre prehľadnosť do dvoch skupín. (č.5)
  11. Nastavte dekódovanie informácii na zbernici LED segmentov (č.1) podľa obrázka
  12. Vodite do menu Bus Type. Pozrite si aké rôzne typy zberníc dokáže osciloskop dekódovať. Nastavte typ Parallel (č.2)
  13. Zapnite zobrazovanie dekódovanej informácie pomocou voľby Bus Status (č.3)
  14. V menu Bus (č.4) nastavte Bus na hodnotu D0-D7 v prípade že ste pripojili signály signál A na kanál D0. V prípade že ste pripojili signál A na D7 tak môžete opačné poradie vyhodnocovania pomocou D7-D0 Obecne sa dá povedať že si tu nastavujete ktorý bit je LSB (prvá číselnáhodnota) a ktorý bit je MSB (druhé číslo)
    Toto nastavenie je zásadné pre správne vyhodnocovanie binárnej hodnoty

  15. Vlastnosť Endian nastavte na hodnotu Normal
  16. Vlastnosť Polarity nastavte na kladnú.
  17. Prostredníctvom funkcie Display skúste najprv nastaviť binárne zobrazovanie. Potom nastavte zobrazovanie v hexadecimálnej sústave. (č.5)
  18. Zapnite zobrazovanie kurzorov a označte začiatok a koniec jedného zobrazovacieho cyklu displeja
  19. Zistite koľko trvá jeden zobrazovací cyklus a porovnajte ho s očakávaním programátora.
  20. Overte správnosť výpočtu hodnot na zbernici D0 - D7 čo sú v tomto prípade signály A, B,C,D, E, F, G, DP s údajom ktorý sa zobrazuje Bus dekodér.
  21. Z nameraných údajov určte čo bolo zobrazené na jednotlivých číslicovkách displeja.

Záver

Cieľom je naučiť sa ovládať digitálny osciloskop a využiť ho na diagnostiku, oživovanie počítačového systému. To isté pre logický analyzátor. Úspešné zmeranie priebehov treba prezentovať vyučujúcemu a bude za to 10

Otázky na zamyslenie

  1. Prečo na prvej fotografii nesvietia prvé dva znaky displeja? (diplej bol v tom čase samozrejme plne funkčný)
  2. Aký je rozsah logických hodnôt použitého MCU? Aké je zakázané pásno?
  3. Ako sa nazýva takýto typ LED displeja?
  4. Aký typ prenosu je využitý na presos údaja do segmentov displeja?
  5. Aké číslice boli zobrazené na displeji? Uvedte všetkých šesť číslic
  6. Na základe predošlej informácie opravte chybné označenie zobrazených signálov