用 Saleae Logic 16 示波器测量并分析 I2C、SPI、串口的信号

一、安装Saleae Logic 16软件

这里安装的是1.1.34的版本，不同版本的用户体验不同，按照自己的具体情况选择版本。点开Logic+Setup+1.1.34.exe，一路选择Next，改变安装路径。

点击Finish就安装完成了。

在安装软件的同时，驱动程序已经被注册到系统了了，当插入 SALEAE 16 逻辑分析仪后就可以自动安装安装驱动。

二、Saleae Logic 16简单介绍

1.Saleae Logic 16 逻辑分析仪

逻辑分析仪是一种类似于示波器的波形测试设备，它通过采集指定的信号，并通过图形或者数据统计化的方式展示给开发人员，开发人员通过这些图形化时序信号按照协议来分析并迅速定位硬件或者软件中的错误，比如在分析1wire、I2C、UART、SPI、CAN 等数据的时候，应用逻辑分析仪解决问题非常快速。

2.Saleae Logic 16软件

软件界面基本是左中右的布局，左边主要是采集和显示设置，右边是分析和解析设置，中间是波形显示区域。

点击下图所示图标设置通道数，采样率是被采集信号频率的 4 倍或者以上，由于 Saleae Logic采用了动态复用的数据处理技术，

占用的 USB 总带宽=采样率x采样通道数

对于不需要采集的通道可以屏蔽掉，这样还能提高采样频率，其中灰色的是要使用的通道，白色的被屏蔽的通道。

在设置了不同通道之后，最高的采样率也对应变化，所以要设置采集通道，之后才设置采样速率的原因。采集时间的单位可以选择秒 SECONDS 、毫秒MILLISECONDS 和采样数 SAMPLES（采样深度），一般设置成秒。

采样深度：就是总共要采集多少数据，如
25 M Samples 标示每路都采集 25MBIT 。

Saleae Logic 16 逻辑分析仪可以设置的采集时间非常长，因为触发后采集到的数据将实时传输给电脑，利用电脑的内存进行压缩存储和处理。

触发就是采集开始的条件，有4种模式可以选择。当要着重观察某一通道的信号时，可以设置这一路有不同的宽度，用鼠标的左键点图形将实现 ZOOM IN 放大，右键是 ZOOM OUT 缩小。

点击Annotations隔壁的+号，可以设置不同的注释标签，点击MEASUREMENT，选择其中一个，将鼠标移动到波形显示窗口的要进行测量统计的通道，左击分别开头和结尾，可以统计某通道在这一片段内的频率特征。

Saleae Logic 16 逻辑分析仪支持 18 种串行通讯协议，还提供了列表的方式显示解析内容。点击其中的某一条目，软件自动定位到波形，而且协议分析完毕后可以点击协议旁的设置键选择Export as tset/csv file保存成文本文件或基于文本文件的电子表格便于分析。

在Display Radix栏还可以设置解析出来的数据的显示进制。

ASCII ： 以 ASCII 方式显示，就是字符方式。
HEX： 以 16 进制方式显示。
DEC： 以 10 进制方式显示。
BIN: 以 2 进制方式显示。

三、三个实例

软件支持脱机模拟采集，由于手头没有硬件，我们设置不同的协议和相应的解析参数来分析I2C、SPI、串口的模拟信号。

关于I2C、SPI和串口的工作时序可以去我前面的几篇博客详细了解。
STM32的USART串口通信
基于I2C协议的AHT20温湿度传感器的数据采集（串口输出）
基于STM32的OLED屏显实例

1.I2C信号

SDA引脚时序波形图

此处为单字节写入方式，首先发送起始信号，然后发送设备地址，高位在前，从机发出ACK信号给主机。再发送要操作的EEPROM地址0x12，即是要写数据到的地址，接着发送要写入的数据，NAK是非应答信号，主机接收从机应答信号ACK。最后发送stop信号，通信结束。

电子表格的部分内容

2.SPI信号

MOSI、MISO、CS、SCLK引脚时序波形图

CS引脚拉低使能后，再发送读取指令和24bit也即是3字节地址数据，然后向数据寄存器写入了要发送的数据，到了SCK的第一个时钟周期的上升沿后数据由MISO引脚输出。

3.串口信号

TXD引脚时序波形图

开始是数据起始位，中间8bit数据位，最后一字节停止位。分别点击A1、A2，拖动鼠标使得两者之间间隔一个比特。设置的串口通信波特率为115200，一个比特的时间是1/115200 = 8.68us，实际上一个比特的时间=8.6us，存在细微误差。

四、总结

由于没有硬件在手，这次检测的信号是根据所选协议模拟出来的信号，但不得不说Saleae Logic 16软件的数据解析功能真的很方便，通过对这些图形化的时序波形的观察，能迅速定位到实际中软件或硬件的错误。

五、参考资料

逻辑分析仪的简单使用介绍
Saleae Logic 16安装文件及上手指南
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