基于RP2040的Pico可用作PIO的邏輯分析儀

基于RP2040的Pico可用作PIO的邏輯分析儀。擴(kuò)展示例以將結(jié)果導(dǎo)出到sigrock和PulseView。

背景

Raspberry Pi Pico上的新RP2040工藝帶有可編程IO（PIO）模塊。該模塊有許多用途，可以直接直接高速控制板的GPIO。Pico隨附的示例顯示了如何使用PIO捕獲引腳上的輸入作為邏輯分析儀。包含的示例打印出數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單ASCII顯示，并且有趣的是，很難詳細(xì)檢查ASCII打印輸出。

有一個(gè)名為sigrok的開(kāi)源項(xiàng)目可以進(jìn)行信號(hào)分析。（SI gnal神交）。與sigrok一起，有一個(gè)名為PulseView的配套項(xiàng)目，可讓您直觀地檢查信號(hào)數(shù)據(jù)。這兩個(gè)程序使您可以更輕松地分析捕獲的數(shù)據(jù)，添加協(xié)議解碼器以查看捕獲的數(shù)據(jù)意味著什么。

該項(xiàng)目旨在擴(kuò)展示例邏輯分析儀程序，以生成可以在PulseView中顯示的數(shù)據(jù)，并允許以交互方式配置分析儀。

整體架構(gòu)

迄今為止，該項(xiàng)目背后的想法是在三個(gè)方面：

? 將Pico連接到要測(cè)量的設(shè)備上的引腳

? 使用修改后的示例代碼來(lái)配置邏輯分析儀設(shè)置，并記錄信號(hào)并將其以CSV格式輸出到串行設(shè)備

? 使用PulseView導(dǎo)入CSV文件并顯示數(shù)據(jù)

注意：sigrok內(nèi)置了許多硬件驅(qū)動(dòng)程序，可讀取各種可用的分析儀和示波器。該項(xiàng)目不會(huì)添加新的驅(qū)動(dòng)程序，而只是通過(guò)CSV文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

代碼

以下內(nèi)容假設(shè)您知道如何構(gòu)建項(xiàng)目并將其安裝在Pico上。如果您不滿意，請(qǐng)參閱隨Pico一起發(fā)布的優(yōu)秀文檔。

Pico隨附的示例代碼用于演示具有DMA傳輸?shù)腜IO程序。為了改進(jìn)此功能以用作邏輯分析儀，進(jìn)行了幾處更改：

? 該程序首先處于交互模式，允許用戶配置設(shè)置，例如要捕獲的引腳數(shù)，采樣率，頻率等。初始化后，PIO將布防并等待觸發(fā)信號(hào)，然后捕獲數(shù)據(jù)并將其寫(xiě)入以CSV格式轉(zhuǎn)換為串行輸出（通過(guò)USB）?？梢栽诤瘮?shù)中找到read_user_input（）。

? 創(chuàng)建了一個(gè)新的打印緩沖區(qū)功能，以CSV格式寫(xiě)出數(shù)據(jù)?？稍谥姓业絧rint_capture_buf_csv（）。

? 內(nèi)置LED設(shè)置為在布防和等待期間保持穩(wěn)定，并在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)閃爍。

功能logic_analyser_init（）和與原始示例中的功能相同，logic_analyser_arm（）負(fù)責(zé)初始化PIO程序并將其武裝為觸發(fā)值。

隨附的GitHub存儲(chǔ)庫(kù)包含代碼。

一個(gè)示例

此示例將顯示我在第二個(gè)Pico上捕獲I2C總線所采取的步驟。第二個(gè)Pico使用GPIO12作為SDA和GPIO13作為SCL連接到BME280傳感器。CircuitPython安裝在Pico上，并通過(guò)I2C連接BME280以連續(xù)打印傳感器值。

頂部的Pico通過(guò)I2C連接到BME280。底部的Pico是邏輯分析儀。

邏輯分析儀Pico加載了代碼。我使用PuTTY連接到邏輯分析儀并對(duì)其進(jìn)行配置。將PuTTY連接到您的Pico所連接的COM端口，波特率為921，600波特。在此示例中，我使用了以下設(shè)置：

? 第一個(gè)引腳：GPIO17（用于SCL，因此GPIO18是SDA）

? 針數(shù)：2

? 頻率：1 Mhz

? 樣本數(shù)：200，000（大約50kB的RAM）

? 在SCL的第一個(gè)低點(diǎn)觸發(fā)

分析儀設(shè)置正在配置

然后，我將GPIO13連接到GPIO17，將GPIO12連接到GPIO18并接地。當(dāng)SCL線變低時(shí)，Pico將收集200，000個(gè)樣本。在1 Mhz時(shí)，這意味著約0.2秒的捕獲時(shí)間。

當(dāng)板載LED呈綠色常亮?xí)r，您將知道Pico已準(zhǔn)備就緒。

為了保存來(lái)自Pico的所有CSV數(shù)據(jù)，我使用了一個(gè)名為plink的程序，該程序是PuTTY安裝的一部分。任何可以將串行輸入定向到文件的程序都可以使用。要使用plink，我使用以下命令：

plink -serial \。COM3 -sercfg 921600，8，1，N，N 》 i2c.csv

COM端口應(yīng)設(shè)置為您的Pico連接到的COM端口。一旦運(yùn)行，您就可以開(kāi)始捕獲了。

為了開(kāi)始捕獲，我打開(kāi)了連接到BME的Pico的電源，幾乎立即內(nèi)置的LED開(kāi)始閃爍，表明數(shù)據(jù)正在通過(guò)串行連接寫(xiě)入并由plink保存。發(fā)生這種情況時(shí)，我停止了連接到BME280的Pico。

當(dāng)Pico的LED穩(wěn)定亮起時(shí)，傳輸已完成，我停止了plink命令。并啟動(dòng)了PulseView。有關(guān)PulseView的所有詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱其文檔。

在PulseView中，我選擇導(dǎo)入CSV文件，并且在此示例中，指定了2個(gè)邏輯通道和1000000的采樣率，并關(guān)閉了“從第一行獲取通道名稱(chēng)”。其余的導(dǎo)入設(shè)置保持不變。加載后，您可以為I2C添加協(xié)議解碼器，將SCL分配給輸出0，將SDA分配給輸出1并查看結(jié)果。這就是全部。

將輸出加載到PulseView并添加I2C解碼器

原理圖：

責(zé)任編輯:pj