LOGICKÝ ANALYZÁTOR Poslední změna 11.09.2017 1. ZADÁNÍ a) Změřte pomocí osciloskopu MSO2202A parametry signálu nstrobe (alternativní značení je STROBE, tj. signál aktivní v logické nule) při komunikaci PC s tiskárnou přes paralelní port LPT (IEE 1284) při tisku deseti znaků v textovém režimu: dobu trvání spádové hrany (Falling edge), dobu trvání náběžné hrany (Rising edge), periodu opakování (Period), šířku pulzu (Width). b) Udělejte oscilogram ze záznamu komunikace (D 0 a nstrobe). Dekódujte příslušné znaky pomocí ASCII tabulky do šestnáctkové, desítkové a dvojkové soustavy a ověřte správnost bitu D 0 (LSB). c) Vypočítejte minimální vzorkovací frekvenci logického analyzátoru LA pro zachycení komunikace d) Vypočtěte přenosovou rychlost v Mb/s a MB/s na tomto komunikačním rozhraní. e) Zjistěte, v jakém rozsahu se mění při komunikaci předstih platných dat D 0 před aktivním signálem nstrobe. f) Analyzujte komunikaci počítače s tiskárnou pomocí integrovaného LA v osciloskopu MSO2202A a zachyťte celou jejich komunikaci. Záznam komunikace popište. g) U LA použijte trigger (spouštění) od určitého znaku pro zachycení specifické části komunikace. Záznam komunikace popište. h) Odměřte pomocí LA ve stavové analýze komunikaci s tiskárnou pro tisk jednoho znaku v grafickém režimu. 2. SCHÉMA ZAPOJENÍ Pro připojení tiskárny k PC využijte speciální redukci s vývody připravenými k sondám LA a osciloskopu, viz následující schéma. Přes sondu MSO D0 D7 připojte přenášená data z PC do tiskárny a přes sondu D8 D15 řídicí signály. Jeden z řídicích signálů je nstrobe, který generuje PC pro tiskárnu. Pokud je aktivní (v logické nule), jsou na sběrnici platná data. Ostatní řídicí signály se v úloze nevyužívají.
POSTUP MĚŘENÍ Ad a) Příprava dat pro tisk: Budeme posílat data v kódování ASCII. - spusťte poznámkový blok (případně jiný váš oblíbený textový editor) - napište si svůj text (cca 10 znaků) - uložte soubor na vám známé místo (např. Desktop) v kódování ASCII (důležité) [Windows Poznámkový blok nesprávně používá označení ANSI.] - spusťte příkazový řádek (Win+R -> cmd) - přejděte do složky s vaším souborem (např. cd plocha) - vyzkoušejte, že vám funguje tisk: more vas_soubor.txt > prn Měření parametrů signálu nstrobe - v menu kanálu (tl. CH1 a CH2) nastavte sondu x10 (ratio, osvícené tlačítko zmáčknout) a na sondě přepněte přepínač do polohy x10 - ověřte vykompenzování sond (případně je vykompenzujte) - pro zachycení přibližně 10 znaků nastavte časovou základnu 20µs ~ 50µs - trigger nastavte následně: - spouštění od signálu nstrobe (tj. kanál CH1 nebo CH2) - spádová hrana - mód single (před každým měřením je potřeba zmáčknout tl. single pro odjištění triggeru do RUN módu) - horizontální pozici triggeru nastavte (horizontal position) k levému okraji displeje (před trigrovací událostí se nic zajímavého neděje a chceme na osciloskopu vidět celou komunikaci) - tlačítky po levé straně displeje se volí měřené parametry signálu, které se zobrazují dole pod vykreslovací plochou. Opakovaným mačkáním tl. MENU volíte mezi měřením časových nebo napěťových parametrů a mezi minimalizací levého menu. Šipkami vlevo dole se listuje mezi několika stránkami parametrů, které můžete měřit. Spusťte příkaz k tisku; - aby vám osciloskop ukázal, kde měří daný parametr signálu, zapněte kurzory do módu Auto - při měření doby trvání hran je důležité vidět na displeji ustálené stavy sběrnice, protože doba trvání hran se měří mezi 10% a 90% úrovně signálu. (Jinak řečeno: Na displeji musí být úrovně signálu 0% a 100% (ustálené stavy sběrnice) viditelné, aby mohl osciloskop správně určit úrovně 10% a 90%. Osciloskop totiž měří ze zobrazených signálů, nikoliv ze vstupů.) Ad b) Snímek obrazovky vytvořte tak, že zmáčknete oranžové tlačítko se symbolem tiskárny. (Je potřeba mít připojený USB klíč (fleška) zepředu osciloskopu.) Dekódujte vytištěné znaky pomocí ASCII tabulky: vypište, jaké číslo je přiřazeno vytištěnému znaku v hexadecimální a v desítkové soustavě. Číslo přepočítejte i do binární soustavy, abyste věděli hodnotu měřeného bitu (ASCII tabulka je v příloze). Ad c), d) výklad Ad e) Ověření časování dat a signálu nstrobe (předstih) - trigger nastavte následně: - spouštění od signálu D 0 - spouštění od každé hrany ( x=x ) - mód NORMAL - před odesláním dat nastavte s/div, aby byl vidět jen jeden nstrobe hodně široký, pak zmáčkněte tlačítko nahrávání ( ) v pravé části osciloskopu - odešlete data z PC - ukončete záznam tlačítkem stop ( ) - vnitřním kolečkem se pohybujete mezi jednotlivými zaznamenanými událostmi triggeru (změny vybraného datového bitu) - u každé zaznamenané události změřte dobu mezi změnou úrovně datového bitu a signálu nstrobe (využijte k tomu měření zpoždění hran z levého menu) - ukončete režim prohlížení opětovným stiskem tlačítka stop ( )
Ad f) Analýza dat - tl. LA zapněte funkci logického analyzátoru - nastavení triggeru je stejné jako v předchozím měření, jen je nyní vstupem digitální signál D15 (nstrobe) - v pravém menu zvolte položku Threshold, vyberte TTL a použijte je pro všech 16 vstupních bitů (App...), vraťte se v menu o úroveň výš - posuňte se šipkami dole na další stránku v menu a zvolte položku BUS: - přepněte BusStatus na ON - zvolte datové signály D0 D7 - zvolte hodinový signál (RefClock), který určuje, kdy jsou na sběrnici platná data pro tiskárnu (D15, spádová hrana) - posuňte se na další stránku v menu a zvolte formát ASCII - vraťte se na horní stránku v menu, přepněte na BUS2 a nastavení opakujte s tím rozdílem, že zvolíte formát HEX - vypněte zobrazení CH1, CH2 - odešlete data z PC - po změření komunikace byste měli pod zachycenými průběhy vidět dekódovaná data sběrnice - nastavte si časovou základnu dle potřeby tak, abyste zachytili celou komunikaci PC s tiskárnou (váš text ze souboru) - zaznamenejte průběh i dekódovaná data vytvořením snímku obrazovky Ad g) Trigger od konkrétního znaku (Velká část nastavení zůstává z předchozího bodu a následující postup s ním počítá jako s výchozím stavem) - místo vámi tištěného textu uložte do souboru následující vaše předsevzetí (bez diakritiky - ASCII): Od dnesniho dne :<datum> se budu poctive ucit mereni. (kde za <datum> doplníte aktuální datum) - v ASCII tabulce si zjistěte, jak vypadá znak : (dvojtečka) v binárním kódu (dvojková soustava) - nastavte typ triggeru na Pattern a ve spodní části displeje se objeví nastavování trigrovacího znaku - nastavte D0-D7=znak, D8-D15=X odpovídající binární hodnotě znaku :, kterou jste si předtím zjistili v ASCII tabulce - otáčením ovladače [1] volíte mezi stavy daných bitů, mačkáním se posouváte na další bit, LSB (D0) je vlevo!!! - H = logická 1 - L = logická 0 - X = nezáleží (jiné hodnoty nepoužívejte) - nastavte si časovou základnu dle potřeby tak, abyste zachytili celou komunikaci PC s tiskárnou (váš text ze souboru) - odešlete data - zaznamenejte průběh i dekódovaná data vytvořením snímku obrazovky
Ad h) V tomto případě nebudete tisknout přes příkazový řádek, ale normálně z notepadu a na osciloskopu uvidíte, co všechno tam Windows přidají. Slouží jenom pro zajímavost, do zprávy tuto část měření dávat nemusíte. Při tisku z příkazového řádku při použití ASCII kódování (textový režim) stačí jenom 1 B na znak. Při tisku přímo z notepadu, tj. v grafickém režimu, jich tam je značně víc. Kdo se bude nudit, může je spočítat. (umí to i osciloskop) 3. GRAFY Vložte odměřené průběhy přenosu dat z PC do tiskárny s příslušným popisem. 4. ZHODNOCENÍ Uveďte odměřenou šířku signálu nstrobe a nejmenší naměřený předstih platných dat před pulzem signálu nstrobe. Dále sem napište přenášené slovo jako písmena i v ASCII kódu. V ASCII kódu napište také celé přenášené slovo a dekódujte přidané znaky.
PŘÍLOHA ASCII TABULKA (ZÁKLADNÍ ČÁST)