怎樣將模式發(fā)生器與Analog Discovery 2結(jié)合使用

步驟1：數(shù)字模式生成器

Pattern Generator的背景知識覆蓋不多，所以讓我們開始吧。如果您需要幫助來設(shè)置和校準(zhǔn)AD2或安裝Waveforms 2015，請查看此快速入門I‘ble Collection。

在開始之前，請注意，AD2的數(shù)字通道不是旨在用作大負載的來源。直接將多個LED和電阻直接連接到通道上。如果需要驅(qū)動更大的負載，則這些通道可用于觸發(fā)大電流驅(qū)動器，例如MOSFET，H橋等，但不用作主要源。

一次您已經(jīng)設(shè)置好AD2和波形，請單擊“模式”按鈕打開模式生成器。

將打開“模式生成器”窗口。

頂部有三個主要工具欄，第一個帶有“文件”，“控件”和“窗口”選項。

在“文件”下，您會看到幾個選項。

”“新建”模式”可讓您打開模式生成器的新實例。

您可以打開一個新的空實例，也可以克隆所有當(dāng)前實例設(shè)置進入新實例。一次只能使用一個實例。其他實例在使用中時將處于待機狀態(tài)。

您可以“保存”當(dāng)前模式生成器設(shè)置，或“打開”先前保存的項目。

“導(dǎo)出”使您可以將當(dāng)前的模式生成器預(yù)覽圖數(shù)據(jù)保存為最常見格式的窗口圖像，例如* .bmp，*。jpg，*。tif等，或作為帶有繪圖窗口信息的數(shù)據(jù)文件，格式為* .csv，*。txt或* .tdms。

“關(guān)閉模式”將關(guān)閉模式生成器窗口。只要您沒有完全關(guān)閉Waveforms 2015，就不會清除當(dāng)前設(shè)置。只需再次單擊“模式”按鈕，窗口就會彈出并打開所有相同的設(shè)置。

在“控件”下，您可以訪問該工具的“運行”和“停止”命令。

“窗口”可讓您在當(dāng)前打開的任何工具窗口，Waveforms 2015歡迎窗口或“幫助”窗口之間進行切換。

步驟2：運行/停止和觸發(fā)選項

下一個工具欄用于運行/停止工具以及設(shè)置觸發(fā)器。

將啟動該工具。運行時，此按鈕將轉(zhuǎn)換為以停止工具。

對于觸發(fā)設(shè)置，可讓您確定所需的觸發(fā)源類型。您可以選擇“無”，也可以使用一些外部信號，甚至可以使用其他波形工具之一，例如示波器。您還可以通過將觸發(fā)器設(shè)置為“手動”，然后單擊窗口左下角的來手動觸發(fā)信號。

等待時間。一旦滿足觸發(fā)條件，信號將進入空閑狀態(tài)，并在該時間內(nèi)輸出空閑值。一旦該時間到期，模式生成器就會開始運行。從20 ns到24 hr的任何時間都是有效的，或者您可以選擇“ none”根本不等待。

使您可以設(shè)置一旦模式生成器，模式將運行多長時間已觸發(fā)，并且任何等待時間都已到期?？梢赃x擇20 ns到24 hr之間的任何時間，也可以選擇“連續(xù)”以不重置圖案。請注意，選擇“連續(xù)”會隨著時間的推移將累積的舍入誤差引入到圖案輸出中，從而導(dǎo)致相移。將運行時間設(shè)置為碼型時基的某個整數(shù)倍（例如，對于1 kHz信號，輸入1 ms運行時間）將定期重置碼型輸出，并且任何累積的誤差將連續(xù)重置為0。

使您可以設(shè)置要讓設(shè)置的模式重復(fù)多少次，然后才能將輸出返回到空閑狀態(tài)。您可以將其設(shè)置為1到30，000個周期之間的任意值，或選擇無限。

如果選中，則必須為輸入的周期數(shù)觸發(fā)碼型發(fā)生器。 “重復(fù)”框。例如，如果選擇了“手動”，則在重復(fù)框中輸入“ 5”，然后選中“重復(fù)觸發(fā)”，則必須單擊底部的手動觸發(fā)按鈕五次。碼型發(fā)生器的輸出將在觸發(fā)器之間處于空閑和布防狀態(tài)，然后在5次觸發(fā)后處于空閑狀態(tài)并重置為就緒狀態(tài)。取消選中該復(fù)選框，碼型生成器將自動為設(shè)置的周期數(shù)輸出定義的碼型，而無需其他觸發(fā)實例。

步驟3：信號控制設(shè)置

在觸發(fā)設(shè)置下方是信號控件以及繪圖窗口設(shè)置。首先，我們來看一下信號控件，因為有幾種配置它們的方法。

單擊添加單個信號，總線或ROM邏輯。

單擊“信號”會打開一個小窗口，您可以在其中選擇要添加為單個信號的通道?？梢园慈魏雾樞蛱砑尤魏晤l道。通過按住鍵盤上的“ Shift”或“ Ctrl”按鈕并單擊其他通道以突出顯示它們，可以一次添加多個通道。對于我們的示例，讓我們添加4個單個信號，通道15-12。

單擊“添加”將選定的通道添加到列表中?？雌饋響?yīng)該像這樣。

當(dāng)新通道出現(xiàn)在網(wǎng)格中時，您將看到各種選項以進一步定義通道。暫時不用擔(dān)心這些選項。我們將在下一步中定義每個通道。

現(xiàn)在讓我們來看一下添加總線。單擊“總線”打開總線配置窗口。

在窗口頂部，您可以在“名稱”框中編輯總線的名稱。 。在左側(cè)窗口的下方，選擇要添加到總線的通道?？梢赃x擇尚未使用的任何通道。通過按住鍵盤上的“ Shift”或“ Ctrl”按鈕并單擊其他通道以突出顯示它們，可以一次添加多個通道。選定頻道后，單擊將其添加到右側(cè)的窗口中。在右側(cè)窗口中突出顯示任何通道，都可以通過單擊將其刪除，也可以通過單擊或更改其在總線中的相對位置。

使用“格式”框，可以更改數(shù)字輸入和顯示總線數(shù)據(jù)的方式。有很多選擇。

“字節(jié)序”框使您可以在最高有效位（MSB）或最低有效位（LSB）之間進行選擇。選擇“ MSB”會將最高有效位分配給右側(cè)窗口中顯示的頂部通道。相反，選擇“ LSB”會將最低有效位分配給右側(cè)窗口中顯示的頂部通道。

通過MSB和LSB框，您可以確定用于總線值的索引。如果您熟悉編寫計算機代碼的二進制操作，則類似于對值進行位移位。將添加其他占位符位以進行填充。例如，您選擇4位總線，但將MSB框設(shè)置為7（LSB框?qū)⒆詣诱{(diào)整為4）。在繪圖窗口中該總線的數(shù)字表示形式將是8位（b0000 0000 →在LSB位置的數(shù)字上加上4 0），而不是4位（b0000），即使您只是將4個I/O通道上的信號。 MSB的值可以高達31，而LSB的值可以低至-32。

現(xiàn)在，讓我們添加一個具有十進制格式和MSB字節(jié)序的8位總線。 MSB和LSB框分別默認為“ 7”和“ 0”，這對于我們的示例來說很好。我們將總線命名為“ ABCDEFGp”，因為它將是我們的7段顯示器的段選擇總線。

單擊“確定”以添加公交車到電網(wǎng)。您的網(wǎng)格應(yīng)如下所示。

最后一個信號選項是ROM Logic，可用于可視化真值表和測試狀態(tài)機邏輯。選擇“ ROM Logic”以打開配置窗口。

在頂部，您可以在框中重命名ROM邏輯通道。 。

使您可以確定輸入的采樣頻率。如果輸入上的狀態(tài)變化發(fā)生的速度快于采樣頻率，則輸出可能不會記錄正確的值。確保將采樣頻率設(shè)置為高于預(yù)期的輸入頻率。

在左側(cè)，您將擁有“輸入”窗口，而在右側(cè)，您將擁有“輸出”窗口。對于兩個窗口，單擊添加通道。 允許您刪除選定的頻道，而和允許您在窗口中上下移動頻道。

單擊，并將DIO 8和DIO 9添加為輸入。

添加DIO 11作為輸出。不要單擊，因為我們必須定義真值表。

如果要重命名DIO通道，請雙擊“名稱”列下的“ DIO x ”，其中 x 是DIO編號。對于我們的示例，讓我們將“ A”分配給DIO 9，將“ B”分配給DIO 8，將“ C”分配給DIO11。完成后，ROM Logic配置窗口應(yīng)如下所示。

現(xiàn)在讓我們設(shè)置真值表。單擊選項卡以打開真值表編輯器。

讓我們做一個簡單的AND真值表。使用兩個輸入時，有4種可能的組合，因此我們需要添加4行。單擊來執(zhí)行此操作。正如我們之前所見，將刪除選定的行，而和則允許您向上或向下移動選定的行。在A列中，從上至下輸入值0、0、1和1。在欄目B中，從上至下輸入0、1、0和1。最后，在C列中從上至下輸入0、0、0和1。該表應(yīng)如下所示。

填寫完所有內(nèi)容后，單擊將ROM邏輯通道添加到網(wǎng)格中。網(wǎng)格現(xiàn)在應(yīng)該看起來像這樣。

在查看各個通道設(shè)置之前，讓我們遍歷頂部的其余通道控件。

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允許您刪除所選通道，或者可以清除整個網(wǎng)格。突出顯示一個通道后，您也可以按鍵盤上的“ Delete”刪除該通道。

使您可以編輯所選信號的屬性或參數(shù)。單擊“屬性”將打開A）信號的名稱和通道選擇； B）總線的名稱，通道選擇，格式，字節(jié)序等； C）ROM邏輯的屬性選項卡。單擊“參數(shù)”將打開信號和總線的信號類型編輯器窗口（我們將在下一節(jié)中介紹），以及ROM Logic的“真值表”選項卡。您還可以通過單擊每個通道名稱旁邊的網(wǎng)格中的來訪問每個通道的屬性窗口。單擊將打開參數(shù)窗口。

使您可以確定要在網(wǎng)格列中顯示的數(shù)據(jù)。并非所有列都將用于所有信號，但是有些列將使用所有它們。

“模式”窗口的右側(cè)是繪圖窗口。顯示定義的模式。在該窗口的頂部，有三個用于編輯窗口的選項。 允許您在自動或手動縮放繪圖時基之間進行選擇。選中手動后，允許您調(diào)整時間范圍，而允許您設(shè)置窗口的開始時間。

下一個是網(wǎng)格本身。我已經(jīng)提到了其中的一些部分，所以讓我們看一下通道參數(shù)列。

步驟4：定義通道

第一列是“輸出”。根據(jù)您在“類型”列中選擇的類型，此下拉菜單中最多有四個選項。 “ PP”代表推/拉，是全幅1/0信號。接下來是“ OD”，表示開漏。信號將在0到Z之間擺動，根據(jù)定義，這是一個不確定的值。 （我用AD2進行的測試顯示Z僅為幾毫伏，但不是真正的0或1值。）接下來，我們有“ OS”，代表開源。信號在1和Z之間擺動。最后是“ TS”，它是三態(tài)。信號可以是1，Z或0。

下一列是“空閑”。您可以設(shè)置在工具不運行時AD2在DIO引腳上輸出的值。此設(shè)置與其他設(shè)置無關(guān)，即即使您將通道設(shè)置為漏極開路，您也可以在空閑時輸出1，因此請注意如何設(shè)置以避免短路?？赡艿脑O(shè)置是“初始”，0、1或Z。

下一個是“類型”列，其后是最多三個“參數(shù)”列。您可以在此處設(shè)置要輸出的信號類型及其可能的參數(shù)?？梢詫瓮ǖ佬盘栐O(shè)置為：

-常數(shù)，將信號設(shè)置為1，Z或0，并無限期保持該值。

-時鐘，它將根據(jù)設(shè)置的頻率和所選的輸出類型輸出方波。也可以選擇占空比和相位。

-脈沖，它根據(jù)系統(tǒng)時鐘分頻和設(shè)置的計數(shù)器來更改通道的輸出狀態(tài)。就像時鐘信號類型一樣，但是可以為您提供對信號的更多控制和自定義。

工具開始運行時的信號狀態(tài)。 設(shè)置信號將保持低電平的計數(shù)數(shù)量。 設(shè)置信號將保持高電平的計數(shù)數(shù)量。將“高”除以“低”和“高”之和將決定您的占空比。添加“低”和“高”時間值將確定您的總時間。 是計數(shù)器的初始值，并且只是一個可編程的延遲，可以在右邊的秒數(shù)中看到。當(dāng)達到初始計數(shù)器值時，信號將輸出“開始”狀態(tài)并開始對高/低狀態(tài)值進行計數(shù)。 在AD2內(nèi)的FPGA芯片上對100 Mhz系統(tǒng)時鐘進行分頻。然后，將該分頻后的時鐘值用作時鐘信號以開始計數(shù)。 設(shè)置在分頻器啟動和低/高值計數(shù)之前將等待的系統(tǒng)時鐘周期數(shù)。它像系統(tǒng)延遲而不是計數(shù)器延遲一樣工作。每個設(shè)置都有一個與之相關(guān)的時間值，以及最小和最大設(shè)置，所有這些都顯示在設(shè)置框的右側(cè)。

-隨機，聽起來就是這樣。計算機生成一個隨機位串。您可以調(diào)整位更改狀態(tài)的頻率。

-自定義，可以根據(jù)需要定義自己的信號。

確定信號的采樣頻率。 設(shè)置信號可以具有的樣本數(shù)量。確定要使用的樣本數(shù)量后，可以單擊下面的小繪圖窗口來設(shè)置每個樣本，但是對于許多樣本而言，這可能很困難。窗口右側(cè)的數(shù)據(jù)表可讓您分別設(shè)置每個樣本，然后將其反映在底部的圖中。 允許您導(dǎo)入保存的自定義模式文件，或者可以將自定義數(shù)據(jù)導(dǎo)出為* .csv，*。txt或* .tdms文件，或者作為最常見的自定義編輯器窗口的圖像導(dǎo)出圖像文件格式。單擊關(guān)閉自定義編輯器。

第5步：定義通道，第2部分

Buss具有與Single相同的類型選項信號，但帶有一些其他計數(shù)器選項，這些選項只能通過同步總線信號來完成。計數(shù)器選項有：

-二進制計數(shù)器，它是一個簡單的二進制計數(shù)器，即格雷計數(shù)器，它通過只允許一次在連續(xù)數(shù)字之間進行一次更改來遞增/遞減計數(shù)。單擊此處以獲取有關(guān)格雷碼/計數(shù)器的更多信息。二進制和灰度計數(shù)器都具有相同的設(shè)置選項。您可以設(shè)置頻率，即LSB在高/低之間切換的速率，在第一個計數(shù)周期內(nèi)計數(shù)器將啟動的初始值以及它是向上計數(shù)還是向下計數(shù)。計數(shù)器可以從2 n 向上或向下計數(shù)，其中 n 是分配給總線的通道數(shù)。一旦達到最大值（向上）或0（向下），計數(shù)器將從頭開始，然后忽略定義的初始值。

-Johnson計數(shù)器，也稱為環(huán)形計數(shù)器，是格雷碼的一種變體，它一次添加一個通道，從LSB（左方向）或MSB（右方向）開始，直到所有通道都打開。然后，一次關(guān)閉每個通道，再次從LSB或MSB開始，直到所有通道都關(guān)閉。然后重復(fù)該循環(huán)。 Johnson計數(shù)器共有2n 個可能的組合，其中 n 是分配給總線的通道數(shù)。單擊此處以獲取更多有關(guān)Johnson計數(shù)器的信息。

-遍歷0/1計數(shù)器，這些計數(shù)器依次“遍歷”所有位，一次一個。頻率確定位改變狀態(tài)的速率。您可以將行走設(shè)置為從LSB（左方向）或MSB（右方向）開始。 允許您設(shè)置0/1持續(xù)多少計數(shù)，從0到 n，，其中 n 是分配給總線的通道數(shù)。

現(xiàn)在我們已經(jīng)處理了所有這些，讓我們回到示例中。使用每個通道的“參數(shù)”窗口，將DIO 15-12設(shè)置為“ PP”輸出，“ 0”空閑，“自定義”類型，“ 200 Hz”頻率和“ 4”個采樣。對于DIO 12，將樣本1設(shè)置為“ 1”，將其他樣本保留為“ 0”。

其余3個通道的設(shè)置類似。對于DIO 13，將樣本2設(shè)置為“ 1”。 DIO 14，將樣本3設(shè)置為“ 1”，對于DIO 15，將樣本4設(shè)置為“ 1”。這些將與四個數(shù)字中的每個數(shù)字相關(guān)聯(lián)。將DIO 12綁定到數(shù)字1，將DIO 13綁定到數(shù)字2，將DIO 14綁定到數(shù)字3，將DIO 15綁定到數(shù)字4，這可能有助于重命名它們以標(biāo)識各自的數(shù)字。一旦全部設(shè)置，四個單個通道應(yīng)看起來像

對于總線“ ABCDEFGp”，打開總線的“參數(shù)”窗口。將總線設(shè)置為“自定義”類型，“ PP”輸出，“ 1”空閑，1.6 kHz頻率和“ 32”樣本。設(shè)置此總線的最簡單方法是使用數(shù)據(jù)表。單擊并將其拖動到左側(cè)以擴展數(shù)據(jù)表。從“ ABCDEFGp”列下的第1行開始，您可以輸入該樣本的總線值。在總線“屬性”窗口中確定如何輸入該值。我們之前選擇了“十進制”格式。如果您愿意，還可以單獨設(shè)置每個總線通道。

如果您不熟悉多路復(fù)用LED，則想法是一次只打開一個網(wǎng)段，但如此快地循環(huán)遍歷所有網(wǎng)段您看不到它們閃爍。第一位數(shù)字將顯示數(shù)字“ 1”和小數(shù)點。要在7段中使“ 1”亮起，我們需要點亮段B和C。將行1設(shè)置為“ 253”（0b11111101）以設(shè)置段B。將行2設(shè)置為“ 251”（0b11111011）以進行設(shè)置接下來的5行設(shè)置為“ 255”（0b11111111），以保持所有分段關(guān)閉。將第8行設(shè)置為“ 127”（0b01111111）以打開小數(shù)點。由于總共有8個LED，第9-16行是數(shù)字2的段分配。第17-24行是數(shù)字3的行，第25-32行是數(shù)字4的行。我提供了兩個圖像以顯示完整的圖像下表包含十進制和二進制值。

連接AD2接頭上的數(shù)字引腳根據(jù)制造商的規(guī)格連接到7段顯示器。對于KW4-561系列顯示器，我已按圖所示連接了我的顯示器。

點擊運行顯示。您應(yīng)該看到以下內(nèi)容。

如果具有公共陰極顯示，請進行所有相同的連接和信號定義，但將所有位都反轉(zhuǎn)分配所有4個信號和整個總線表。

嘗試將用于數(shù)字的4個單獨信號放入一條4位總線。

現(xiàn)在讓我們快速看一下我們前面定義的ROM邏輯通道。我們設(shè)置真值表以匹配簡單的AND邏輯門的輸出，如果通道A和B都記錄一個高值，則C將輸出一個高值。如果A或B之一或兩者都為低電平，則C輸出低電平信號。

讓我們建立一個快速電路來說明這一點。如下所示連接電路。

和正在運行的電路的簡短gif。

第6步：就是這樣！

如您所見，Analog Discovery 2上的碼型生成器是一個強大的工具，可幫助您測試和分析高電平。

責(zé)任編輯：wv