调试简单数字电路的最佳工具？

我是一位专业软件开发人员，习惯于使用集成调试器。现在有一段时间，我一直在尝试使用Arduino平台。但是，我发现尝试与Dallas DS1820数字温度传感器之类的组件进行交互就像在黑暗中摸索。

假设有200美元左右的宽松预算，那么有哪些工具可以帮助我直观地了解发生了什么情况？我已经看过Link Instruments的MSO-19，但是老实说，我对示波器和逻辑分析仪之间的差异了解不多。

我怎么知道我购买的设备能够测量我正在使用的（简单）组件的类型？

本质上，示波器为您提供了线路电压的分级读数，而逻辑分析仪只会告诉您它是0还是“高”（“高”的值可能是5V，3.3V或1.8V，具体取决于您的电路）。您经常会发现逻辑分析仪比示波器具有更多的通道（可同时读取的线），因为所需的分辨率较低。

至于特定的设备，我听说过有关Saleae Logic的很棒的东西。它以24MHz采样；这意味着它将检查特定探头上的电压每秒高或低2400万次。该软件似乎还具有一些常见的嵌入式协议知识，可以帮助调试。我可以想象，由于Atmegaxx8的最大时钟速度为20MHz，所以24MHz就足以满足arduino的工作要求。

这只是对penjuin答案的补充，因为它不适合评论，而且他的答案通常是正确的。只想弄清楚他的答案中的含义。

根据带宽/采样率选择测量设备时要非常小心。具有25mhz采样率的设备无法准确采样25mhz数字时钟信号，甚至无法关闭。

如果您以25MHz的频率获取数字时钟信号，并将其馈入带宽为25MHz 的O形示波器，您会看到接近正弦波的信号。采样率为 25mhz的示波器可能会显示DC电平，因为根据奈奎斯特，该示波器可以采样的最高频率信号将为12.5mhz。

方波包含的是基频，即它的时钟速率，例如25mhz。它还包含大的奇次谐波，使其呈方形，要准确地查看25mhz的数字时钟信号，您不仅需要查看25mhz，还需要查看75、125、175、225等。您需要走多远达到所需的精度或达到收发器的压摆率。

尽管这对于逻辑分析仪来说不太重要，但仍然非常重要。逻辑分析仪正在寻找高于或低于某个阈值的“高”和“低”。如果看到的是正弦波，您将看到人为的短路高低状态，以及人为的位之间的长距离。这可能在某种程度上取决于分析仪的架构。

这会使与各种传输模式有关的问题无法诊断。例如，基于数据在时钟的上升沿或下降沿有效以及数据极性（高为1或0？），SPI具有4种不同的模式。其他传输协议也存在此问题（例如I2S和相关的音频格式）。如果您不能准确地确定何时发生边沿过渡，则几乎无法确定总线是否在规范范围内运行。

通常，您需要的带宽/采样率远高于预期的目标数据速率。如果要对40khz I2C总线进行采样，那么采样率100mhz的逻辑分析仪就足够了。如果需要对25MHz的SPI总线进行采样，则需要具有更高带宽的示波器/分析仪；如果需要真正的精度，则需要接近500MHz的示波器/分析仪，以及允许在该频率范围内进行测量的采样率。

因此，推荐使用24mhz采样率的设备penjuin只能以小于等于2mhz的斜率对数据速率进行精确测量的数字信号。

如果您打算主要在数字电路上工作，那么逻辑分析仪就是您想要的。示波器擅长于显示相对较少的（例如2-4）模拟信号，而逻辑分析仪则主要关注高-低，因此通常具有更多的输入。

您当然可以使用O型示波器作为逻辑分析仪，但后者的优点是可以同时观看数十个信号，因此更容易获得“全局”。

这个类似的问题有一些好的答案：初学者的逻辑分析仪？

就逻辑分析器而言，我写了（相对）便宜的基本分析器：

基于PC的逻辑分析仪的比较

关于采样速度要注意的一件事，根据经验，通常需要至少4倍的数据速率才能获得准确的读数，而最高10倍更好。因此，如果要监视8MHz信号（例如，可以从SPI中便宜的AVR轻松生成），则需要32-80MHz采样率分析仪。仅在以“异步”模式捕获时适用。如果您以“同步”模式（例如，使用时钟信号）捕获，则您的采样率仅需与时钟信号的速率匹配。因此，例如在这种情况下，8MHz同步采样足以捕获8MHz的SPI信号（因为它具有专用的时钟信号）。

我拥有MSO-19，非常喜欢。我希望它具有多个模拟通道，但它既可以充当示波器又可以充当逻辑分析仪。就价格而言，我认为这是一个不错的设备（并且在OS X上的VMWare中运行良好）。示波器帮助我了解了电路一部分的实际情况，并没有像逻辑分析仪那样仅向您显示数字线路的高/低状态。与标准万用表相比，它是一种精度更高（响应速度更快）的电压表。但是，它可以解码串行数据，而不只是I2C和SPI，那将是非常好的。

这个答案对使用ardunio的人来说可能没什么用，但它是对一般问题的答案。

我大量使用了pickit2的逻辑分析器功能。显然，它是用于对PIC进行编程的，但它也具有3通道逻辑分析仪模式，我一直在使用它来查看数字信号。即使我当前的项目中使用的是Cortex-M3，我仍然会为此使用它。显然，按照适当的齿轮标准，它是一种极其原始的工具，但是即使如此，我仍然发现它非常有用

我已经将它用于调试I2C电路和电视输出信号也例如参见我的文章在这里

这很酷，而且真的很便宜：http : //www.seeedstudio.com/depot/preorder-open-workbench-logic-sniffer-p-612.html? cPath= 75

它具有不错的采样率，您可以支持一个很棒的开放式硬件项目。看起来它仍处于测试阶段，因此，如果您只是想插入某些东西并使其工作，那可能不是最重要的事情。