步驟1：數(shù)字模式生成器

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

在開(kāi)始之前，請(qǐng)注意，AD2的數(shù)字通道不是旨在用作大負(fù)載的來(lái)源。直接將多個(gè)LED和電阻直接連接到通道上。如果需要驅(qū)動(dòng)更大的負(fù)載，則這些通道可用于觸發(fā)大電流驅(qū)動(dòng)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(qǐng)單擊“模式”按鈕打開(kāi)模式生成器。

將打開(kāi)“模式生成器”窗口。

頂部有三個(gè)主要工具欄，第一個(gè)帶有“文件”，“控件”和“窗口”選項(xiàng)。

在“文件”下，您會(huì)看到幾個(gè)選項(xiàng)。

”“新建”模式”可讓您打開(kāi)模式生成器的新實(shí)例。

您可以打開(kāi)一個(gè)新的空實(shí)例，也可以克隆所有當(dāng)前實(shí)例設(shè)置進(jìn)入新實(shí)例。一次只能使用一個(gè)實(shí)例。其他實(shí)例在使用中時(shí)將處于待機(jī)狀態(tài)。

您可以“保存”當(dāng)前模式生成器設(shè)置，或“打開(kāi)”先前保存的項(xiàng)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(jiàn)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(méi)有完全關(guān)閉Waveforms 2015，就不會(huì)清除當(dāng)前設(shè)置。只需再次單擊“模式”按鈕，窗口就會(huì)彈出并打開(kāi)所有相同的設(shè)置。

在“控件”下，您可以訪問(wèn)該工具的“運(yùn)行”和“停止”命令。

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

步驟2：運(yùn)行/停止和觸發(fā)選項(xiàng)

下一個(gè)工具欄用于運(yùn)行/停止工具以及設(shè)置觸發(fā)器。

將啟動(dòng)該工具。運(yùn)行時(shí)，此按鈕將轉(zhuǎn)換為以停止工具。

對(duì)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(wú)”，也可以使用一些外部信號(hào)，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(guò)將觸發(fā)器設(shè)置為“手動(dòng)”，然后單擊窗口左下角的來(lái)手動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。

等待時(shí)間。一旦滿足觸發(fā)條件，信號(hào)將進(jìn)入空閑狀態(tài)，并在該時(shí)間內(nèi)輸出空閑值。一旦該時(shí)間到期，模式生成器就會(huì)開(kāi)始運(yùn)行。從20 ns到24 hr的任何時(shí)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(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間已觸發(fā)，并且任何等待時(shí)間都已到期?？梢赃x擇20 ns到24 hr之間的任何時(shí)間，也可以選擇“連續(xù)”以不重置圖案。請(qǐng)注意，選擇“連續(xù)”會(huì)隨著時(shí)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(yùn)行時(shí)間設(shè)置為碼型時(shí)基的某個(gè)整數(shù)倍（例如，對(duì)于1 kHz信號(hào)，輸入1 ms運(yùn)行時(shí)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(gè)周期之間的任意值，或選擇無(wú)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(dòng)”，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(dòng)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(dòng)為設(shè)置的周期數(shù)輸出定義的碼型，而無(wú)需其他觸發(fā)實(shí)例。

步驟3：信號(hào)控制設(shè)置

在觸發(fā)設(shè)置下方是信號(hào)控件以及繪圖窗口設(shè)置。首先，我們來(lái)看一下信號(hào)控件，因?yàn)橛袔追N配置它們的方法。

單擊添加單個(gè)信號(hào)，總線或ROM邏輯。

單擊“信號(hào)”會(huì)打開(kāi)一個(gè)小窗口，您可以在其中選擇要添加為單個(gè)信號(hào)的通道?？梢园慈魏雾樞蛱砑尤魏晤l道。通過(guò)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(gè)通道。對(duì)于我們的示例，讓我們添加4個(gè)單個(gè)信號(hào)，通道15-12。

單擊“添加”將選定的通道添加到列表中?？雌饋?lái)應(yīng)該像這樣。

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

現(xiàn)在讓我們來(lái)看一下添加總線。單擊“總線”打開(kāi)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(guò)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(gè)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(guò)單擊將其刪除，也可以通過(guò)單擊或更改其在總線中的相對(duì)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(jìn)行選擇。選擇“ MSB”會(huì)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(huì)將最低有效位分配給右側(cè)窗口中顯示的頂部通道。

通過(guò)MSB和LSB框，您可以確定用于總線值的索引。如果您熟悉編寫(xiě)計(jì)算機(jī)代碼的二進(jìn)制操作，則類似于對(duì)值進(jìn)行位移位。將添加其他占位符位以進(jìn)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?dòng)調(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(gè)I/O通道上的信號(hào)。 MSB的值可以高達(dá)31，而LSB的值可以低至-32。

現(xiàn)在，讓我們添加一個(gè)具有十進(jìn)制格式和MSB字節(jié)序的8位總線。 MSB和LSB框分別默認(rèn)為“ 7”和“ 0”，這對(duì)于我們的示例來(lái)說(shuō)很好。我們將總線命名為“ ABCDEFGp”，因?yàn)樗鼘⑹俏覀兊?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(gè)信號(hào)選項(xiàng)是ROM Logic，可用于可視化真值表和測(cè)試狀態(tài)機(jī)邏輯。選擇“ ROM Logic”以打開(kāi)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(huì)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(duì)于兩個(gè)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(dòng)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?yàn)槲覀儽仨毝x真值表。

如果要重命名DIO通道，請(qǐng)雙擊“名稱”列下的“ DIO x ”，其中 x 是DIO編號(hào)。對(duì)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?cè)O(shè)置真值表。單擊選項(xiàng)卡以打開(kāi)真值表編輯器。

讓我們做一個(gè)簡(jiǎn)單的AND真值表。使用兩個(gè)輸入時(shí)，有4種可能的組合，因此我們需要添加4行。單擊來(lái)執(zhí)行此操作。正如我們之前所見(jiàn)，將刪除選定的行，而和則允許您向上或向下移動(dòng)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(xiě)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(lái)像這樣。

在查看各個(gè)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(gè)網(wǎng)格。突出顯示一個(gè)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(hào)的屬性或參數(shù)。單擊“屬性”將打開(kāi)A）信號(hào)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(xiàng)卡。單擊“參數(shù)”將打開(kāi)信號(hào)和總線的信號(hào)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(xiàng)卡。您還可以通過(guò)單擊每個(gè)通道名稱旁邊的網(wǎng)格中的來(lái)訪問(wèn)每個(gè)通道的屬性窗口。單擊將打開(kāi)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(hào)，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(gè)用于編輯窗口的選項(xiàng)。 允許您在自動(dòng)或手動(dòng)縮放繪圖時(shí)基之間進(jìn)行選擇。選中手動(dòng)后，允許您調(diào)整時(shí)間范圍，而允許您設(shè)置窗口的開(kāi)始時(shí)間。

下一個(gè)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(gè)選項(xiàng)。 “ PP”代表推/拉，是全幅1/0信號(hào)。接下來(lái)是“ OD”，表示開(kāi)漏。信號(hào)將在0到Z之間擺動(dòng)，根據(jù)定義，這是一個(gè)不確定的值。 （我用AD2進(jìn)行的測(cè)試顯示Z僅為幾毫伏，但不是真正的0或1值。）接下來(lái)，我們有“ OS”，代表開(kāi)源。信號(hào)在1和Z之間擺動(dòng)。最后是“ TS”，它是三態(tài)。信號(hào)可以是1，Z或0。

下一列是“空閑”。您可以設(shè)置在工具不運(yùn)行時(shí)AD2在DIO引腳上輸出的值。此設(shè)置與其他設(shè)置無(wú)關(guān)，即即使您將通道設(shè)置為漏極開(kāi)路，您也可以在空閑時(shí)輸出1，因此請(qǐng)注意如何設(shè)置以避免短路。可能的設(shè)置是“初始”，0、1或Z。

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

-常數(shù)，將信號(hào)設(shè)置為1，Z或0，并無(wú)限期保持該值。

-時(shí)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(shí)鐘分頻和設(shè)置的計(jì)數(shù)器來(lái)更改通道的輸出狀態(tài)。就像時(shí)鐘信號(hào)類型一樣，但是可以為您提供對(duì)信號(hào)的更多控制和自定義。

工具開(kāi)始運(yùn)行時(shí)的信號(hào)狀態(tài)。 設(shè)置信號(hào)將保持低電平的計(jì)數(shù)數(shù)量。 設(shè)置信號(hào)將保持高電平的計(jì)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(shí)間值將確定您的總時(shí)間。 是計(jì)數(shù)器的初始值，并且只是一個(gè)可編程的延遲，可以在右邊的秒數(shù)中看到。當(dāng)達(dá)到初始計(jì)數(shù)器值時(shí)，信號(hào)將輸出“開(kāi)始”狀態(tài)并開(kāi)始對(duì)高/低狀態(tài)值進(jìn)行計(jì)數(shù)。 在AD2內(nèi)的FPGA芯片上對(duì)100 Mhz系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻。然后，將該分頻后的時(shí)鐘值用作時(shí)鐘信號(hào)以開(kāi)始計(jì)數(shù)。 設(shè)置在分頻器啟動(dòng)和低/高值計(jì)數(shù)之前將等待的系統(tǒng)時(shí)鐘周期數(shù)。它像系統(tǒng)延遲而不是計(jì)數(shù)器延遲一樣工作。每個(gè)設(shè)置都有一個(gè)與之相關(guān)的時(shí)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(jī)，聽(tīng)起來(lái)就是這樣。計(jì)算機(jī)生成一個(gè)隨機(jī)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(hào)。

確定信號(hào)的采樣頻率。 設(shè)置信號(hào)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(lái)設(shè)置每個(gè)樣本，但是對(duì)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(gè)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(jiàn)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(xiàng)信號(hào)，但帶有一些其他計(jì)數(shù)器選項(xiàng)，這些選項(xiàng)只能通過(guò)同步總線信號(hào)來(lái)完成。計(jì)數(shù)器選項(xiàng)有：

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

-Johnson計(jì)數(shù)器，也稱為環(huán)形計(jì)數(shù)器，是格雷碼的一種變體，它一次添加一個(gè)通道，從LSB（左方向）或MSB（右方向）開(kāi)始，直到所有通道都打開(kāi)。然后，一次關(guān)閉每個(gè)通道，再次從LSB或MSB開(kāi)始，直到所有通道都關(guān)閉。然后重復(fù)該循環(huán)。 Johnson計(jì)數(shù)器共有2n 個(gè)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(jì)數(shù)器的信息。

-遍歷0/1計(jì)數(shù)器，這些計(jì)數(shù)器依次“遍歷”所有位，一次一個(gè)。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(kāi)始。 允許您設(shè)置0/1持續(xù)多少計(jì)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(gè)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(gè)采樣。對(duì)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(gè)通道的設(shè)置類似。對(duì)于DIO 13，將樣本2設(shè)置為“ 1”。 DIO 14，將樣本3設(shè)置為“ 1”，對(duì)于DIO 15，將樣本4設(shè)置為“ 1”。這些將與四個(gè)數(shù)字中的每個(gè)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(shí)各自的數(shù)字。一旦全部設(shè)置，四個(gè)單個(gè)通道應(yīng)看起來(lái)像

對(duì)于總線“ ABCDEFGp”，打開(kāi)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(jiǎn)單方法是使用數(shù)據(jù)表。單擊并將其拖動(dòng)到左側(cè)以擴(kuò)展數(shù)據(jù)表。從“ ABCDEFGp”列下的第1行開(kāi)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(jìn)制”格式。如果您愿意，還可以單獨(dú)設(shè)置每個(gè)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(kāi)一個(gè)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(diǎn)。要在7段中使“ 1”亮起，我們需要點(diǎn)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(jìn)行設(shè)置接下來(lái)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(kāi)小數(shù)點(diǎn)。由于總共有8個(gè)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(gè)圖像以顯示完整的圖像下表包含十進(jìn)制和二進(jìn)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(duì)于KW4-561系列顯示器，我已按圖所示連接了我的顯示器。

點(diǎn)擊運(yùn)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(qǐng)進(jìn)行所有相同的連接和信號(hào)定義，但將所有位都反轉(zhuǎn)分配所有4個(gè)信號(hào)和整個(gè)總線表。

嘗試將用于數(shù)字的4個(gè)單獨(dú)信號(hào)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?cè)O(shè)置真值表以匹配簡(jiǎn)單的AND邏輯門的輸出，如果通道A和B都記錄一個(gè)高值，則C將輸出一個(gè)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(hào)。

讓我們建立一個(gè)快速電路來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)。如下所示連接電路。

和正在運(yùn)行的電路的簡(jiǎn)短gif。

第6步：就是這樣！

如您所見(jiàn)，Analog Discovery 2上的碼型生成器是一個(gè)強(qiáng)大的工具，可幫助您測(cè)試和分析高電平。

責(zé)任編輯：wv