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)的簡單ASCII顯示，并且有趣的是，很難詳細檢查ASCII打印輸出。

有一個名為sigrok的開源項目可以進行信號分析。（SI gnal神交）。與sigrok一起，有一個名為PulseView的配套項目，可讓您直觀地檢查信號數(shù)據(jù)。這兩個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。

該項目旨在擴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，該項目背后的想法是在三個方面：

? 將Pico連接到要測量的設(shè)備上的引腳

? 使用修改后的示例代碼來配置邏輯分析儀設(shè)置，并記錄信號并將其以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)動程序，可讀取各種可用的分析儀和示波器。該項目不會添加新的驅(qū)動程序，而只是通過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)建項目并將其安裝在Pico上。如果您不滿意，請參閱隨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。為了改進此功能以用作邏輯分析儀，進行了幾處更改：

? 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，然后捕獲數(shù)據(jù)并將其寫入以CSV格式轉(zhuǎn)換為串行輸出（通過USB）。可以在函數(shù)中找到read_user_input（）。

? 創(chuàng)建了一個新的打印緩沖區(qū)功能，以CSV格式寫出數(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)時閃爍。

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

隨附的GitHub存儲庫包含代碼。

一個示例

此示例將顯示我在第二個Pico上捕獲I2C總線所采取的步驟。第二個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I2C連接BME280以連續(xù)打印傳感器值。

頂部的Pico通過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其進行配置。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的第一個低點觸發(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SCL線變低時，Pico將收集200，000個樣本。在1 Mhz時，這意味著約0.2秒的捕獲時間。

當板載LED呈綠色常亮時，您將知道Pico已準備就緒。

為了保存來自Pico的所有CSV數(shù)據(jù)，我使用了一個名為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。一旦運行，您就可以開始捕獲了。

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

當Pico的LED穩(wěn)定亮起時，傳輸已完成，我停止了plink命令。并啟動了PulseView。有關(guān)PulseView的所有詳細信息，請參閱其文檔。

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”。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：

責任編輯:pj