1、電子測量 第 9 章 - 11. 組建自動測試系統組建自動測試系統2. 自動測試系統中的總線技術自動測試系統中的總線技術 2.1 GPIB總線總線 2.2 LXI總線總線 3. 自動測試系統的軟件設計自動測試系統的軟件設計 3.1 軟件開發環境軟件開發環境 3.2 軟件開發示例軟件開發示例 電子測量 第 9 章 - 2例：放大器的幅頻特性測試例：放大器的幅頻特性測試測試人員測試人員電電壓壓源源信信號號源源電電壓壓表表記記錄錄紙筆紙筆繪繪圖圖紙筆紙筆被測器件被測器件人工測試系統人工測試系統電子測量 第 9 章 - 3人工測試特點：人工測試特點：由三部分組成，即人、被測件和儀器設備。由三部分組成，

2、即人、被測件和儀器設備。人的作用有兩方面，一方面為對測試過程的人的作用有兩方面，一方面為對測試過程的指揮；一方面執行對設備的操作。指揮；一方面執行對設備的操作。測試速度較慢。測試速度較慢。例如：點頻法，逐點測量法例如：點頻法，逐點測量法電子測量 第 9 章 - 4計計算算機機接口接口信信號號源源接口接口電電壓壓表表接口接口打打印印機機接口接口繪繪圖圖儀儀接口接口電電壓壓源源接口接口被測器件被測器件自動測試系統自動測試系統電子測量 第 9 章 - 5組建自動測試系統組建自動測試系統圖圖 9-1-1 自動測試系統結構圖自動測試系統結構圖 自動測試系統通常由三大部分以及相互之間的接口自動測試系統通常

3、由三大部分以及相互之間的接口組成。主機是整個自動測試系統的核心。組成。主機是整個自動測試系統的核心。1.1自動測試系統的基本結構自動測試系統的基本結構電子測量 第 9 章 - 6電子測量 第 9 章 - 7自動測試系統自動測試系統自動測試設備自動測試設備ATE測試環境測試環境測試程序集測試程序集TPS 生命周期模型定義了系統生命周期各個階段的目生命周期模型定義了系統生命周期各個階段的目標、輸入、需求、交付成果以及驗證與確認活動。標、輸入、需求、交付成果以及驗證與確認活動。 歷史上出現了多種生命周期模型，例如歷史上出現了多種生命周期模型，例如“瀑布模瀑布模型型”、“V模型模型”、“螺旋型模型螺旋

4、型模型”等。等。1.2自動測試系統結構的另一種描述自動測試系統結構的另一種描述1.3自動測試系統的開發和集成自動測試系統的開發和集成電子測量 第 9 章 - 8單元級系統級平臺級實現系統需求規范集成測試用戶需求及需求分析詳細設計單元測試系統測試系統確認和交付架構設計圖圖9-1-2 “V模型模型”生命周期生命周期 “V模型模型”清晰地描述了各階段的輸入、輸出以及各階清晰地描述了各階段的輸入、輸出以及各階段之間的信息流。段之間的信息流。電子測量 第 9 章 - 9自動測試系統中的總線技術自動測試系統中的總線技術總線的分類：總線的分類：按總線應用領域按總線應用領域:計算機總線計算機總線儀器或測控系統

5、總線儀器或測控系統總線網絡通信總線網絡通信總線按總線數據傳送方式按總線數據傳送方式:并行總線并行總線串行總線串行總線按照總線的用途和應用場合按照總線的用途和應用場合片內總線（微處理器芯片內的總線）片內總線（微處理器芯片內的總線）片間總線（微處理器中各芯片間的總線）片間總線（微處理器中各芯片間的總線）內總線（微機系統內各插件板的總線）內總線（微機系統內各插件板的總線）外總線（微機系統之間、微機系統與外于外總線（微機系統之間、微機系統與外于設之間以及微機系統與其它系統之間的總設之間以及微機系統與其它系統之間的總線）線）電子測量 第 9 章 - 102.1 GPIB總線總線2.1 GPIB總線總線

6、（1 1） 惠普公司在惠普公司在6060年代末和年代末和7070年代初開發了年代初開發了HPIBHPIB通用儀器通用儀器控制接口總線標準控制接口總線標準。 （2 2） IEEEIEEE國際組織在國際組織在19751975年對年對GPIBGPIB進行了標準化，由此進行了標準化，由此GPIBGPIB變成了變成了IEEE 488IEEE 488標準。術語標準。術語GPIBGPIB，HP-IBHP-IB和和IEEE 488IEEE 488都是同義詞。都是同義詞。 （3 3）GPIBGPIB的原始目的是對測試儀器進行計算機控制。然而，的原始目的是對測試儀器進行計算機控制。然而， GPIBGPIB的用途十

7、分廣泛，現在已廣泛用于計算機與計算機之間的用途十分廣泛，現在已廣泛用于計算機與計算機之間的通訊，以及對掃描儀和圖像記錄儀的控制。的通訊，以及對掃描儀和圖像記錄儀的控制。電子測量 第 9 章 - 11主要組成：主要組成：器件器件接口接口總線總線2.1 GPIB總線總線（1）GPIB系統的基本結構系統的基本結構主要組成：主要組成：器件器件接口接口總線總線2.1 GPIB總線總線（1）GPIB系統的基本結構系統的基本結構電子測量 第 9 章 - 12 1、器件、器件凡配備了凡配備了 IEEE 488.1接口的獨立裝置均稱為器件。接口的獨立裝置均稱為器件。控者器件控者器件講者器件講者器件聽者器件聽者器

8、件 凡是能接收控者發出給指定器件命令或凡是能接收控者發出給指定器件命令或者接收講者器件發出的數據、程控命令者接收講者器件發出的數據、程控命令的器件的器件在系統運行中，當控者退出總線控制后在系統運行中，當控者退出總線控制后能夠發布測量數據、報告內部狀態或者能夠發布測量數據、報告內部狀態或者發布儀器程控命令的器件發布儀器程控命令的器件系統的指揮者，能夠發布各種命令，對系統的指揮者，能夠發布各種命令，對接口系統進行管理，一般使用計算機來接口系統進行管理，一般使用計算機來實現實現 GPIB系統的器件分為以下三類：系統的器件分為以下三類：電子測量 第 9 章 - 13 2、接口、接口作用：器件通過接口與

9、系統中其他器件進行數據和控制作用：器件通過接口與系統中其他器件進行數據和控制信息的交互。信息的交互。 GPIB系統使用的總線電纜和總線插頭各有兩種型式。系統使用的總線電纜和總線插頭各有兩種型式。 按按IEC625規定采用了規定采用了24芯電纜和芯電纜和25芯針式接插頭。芯針式接插頭。 按按IEEE488標準和標準和GBn249標準規定則采用標準規定則采用23芯電纜和芯電纜和 24芯扁線型接插頭。芯扁線型接插頭。圖圖9-2-2 25芯針狀接頭芯針狀接頭圖圖9-2-3 24芯扁線型接頭芯扁線型接頭電子測量 第 9 章 - 14IEEE-488 stacking connectors電子測量 第 9

10、 章 - 15無論哪種電纜和接插頭，電纜芯線和接插頭引腳無論哪種電纜和接插頭，電纜芯線和接插頭引腳的定義都是標準化的。的定義都是標準化的。表表9-2-1 IEEE488.1標準的引腳定義標準的引腳定義引腳信號線引腳信號線引腳信號線引腳信號線1DIO17NRFD13DIO519地2DIO28NDAC14DIO620地3DIO39IFC15DIO721地4DIO410SRQ16DIO822地5EOI11ATN17REN23地6DAV12屏蔽18地24邏輯地線表表9-2-2 IEC625標準的引腳定義標準的引腳定義引腳信號線引腳信號線引腳信號線引腳信號線1DIO17DVA13屏蔽19地2DIO28N

11、RFD14DIO520地3DIO39NDAC15DIO621地4DIO410IFC16DIO722地5REN11SRQ17DIO823地6EOI12ATN18地24地25地電子測量 第 9 章 - 16 3、總線、總線 GPIB規范定義了各器件應通過標準的無源電纜連接規范定義了各器件應通過標準的無源電纜連接 在一起，各對應引腳線并行連接。在一起，各對應引腳線并行連接。 總線共有總線共有16條信號線，分為數據線、握手線和控制線。條信號線，分為數據線、握手線和控制線。 總線上采用總線上采用TTL電平、負邏輯（即低電平為邏電平、負邏輯（即低電平為邏 輯輯1，高，高 電平為邏輯電平為邏輯0）。）。 總

12、線上傳遞消息和命令，允許各儀器間不通過計算機總線上傳遞消息和命令，允許各儀器間不通過計算機 實現信息交互，有利于提高系統的工作效率。實現信息交互，有利于提高系統的工作效率。電子測量 第 9 章 - 171、器件容量、器件容量 一個一個GPIB系統中通常允許包含的計算機和儀器的總系統中通常允許包含的計算機和儀器的總數量應少于或等于數量應少于或等于15臺（包括控者器件在內）。臺（包括控者器件在內）。 由于接收門電路的灌電流負載能力最大為由于接收門電路的灌電流負載能力最大為48mA，而，而每個發送門高電平輸出電流為每個發送門高電平輸出電流為3.2 mA，因此有，因此有48 mA/3.2 mA=15。

13、 在一個自動測試系統中，一般僅需要一臺計算機。因在一個自動測試系統中，一般僅需要一臺計算機。因此除計算機之外，最多還能容納此除計算機之外，最多還能容納14臺儀器。臺儀器。（2） GPIB系統的基本性能系統的基本性能電子測量 第 9 章 - 18 2、電纜長度、電纜長度 規定電纜總長度不大于規定電纜總長度不大于20米，此時數據傳輸速率低米，此時數據傳輸速率低于于500 kB/S；另一種規定方式是；另一種規定方式是“每根電纜長度每根電纜長度器件器件數數20米米”。 通常電纜長度有通常電纜長度有 2米、米、1.5米兩種。在滿足系統要求米兩種。在滿足系統要求條件下，選用短電纜對提高數傳速率有利。條件下

14、，選用短電纜對提高數傳速率有利。 如果采用平衡發送器和接收器，可將數傳距離擴大如果采用平衡發送器和接收器，可將數傳距離擴大到到500米。米。電子測量 第 9 章 - 19 3、傳輸速度、傳輸速度 在標準電纜上一般為在標準電纜上一般為 250500 kB/S。 4、地址容量、地址容量 在在GPIB系統中，一個器件至少占用一個地址，個別器系統中，一個器件至少占用一個地址，個別器件還可以占用兩上以上的地址。件還可以占用兩上以上的地址。 GPIB系統采用系統采用5位二進制數來生成地址，其中位二進制數來生成地址，其中11111碼不碼不作器件的地址代碼，其余作器件的地址代碼，其余31個編碼可作為器件的聽地

15、址和個編碼可作為器件的聽地址和講地址。講地址。 GPIB系統也允許使用雙字節來擴展地址容量。系統也允許使用雙字節來擴展地址容量。電子測量 第 9 章 - 20GPIB系統總線共有系統總線共有16條信號線，分為數據線、握條信號線，分為數據線、握手線和控制線三組。手線和控制線三組。（3） GPIB系統的總線結構及操作系統的總線結構及操作1、數據線、數據線8條（條（DIO8DIO1） 通過這些數據線可以傳輸多線消息。數據編碼可通過這些數據線可以傳輸多線消息。數據編碼可采用二進制編碼、采用二進制編碼、BCD編碼或編碼或7比特的比特的ASCII碼（第碼（第8比特用于奇偶校驗，或者不用）。比特用于奇偶校驗

16、，或者不用）。 目前用得最多的目前用得最多的ASCII碼。碼。電子測量 第 9 章 - 21作用：保證數據雙向、異步、可靠地在處理速度不同作用：保證數據雙向、異步、可靠地在處理速度不同的器件之間傳遞。的器件之間傳遞。a） DAV（Data Valid）“數據有效數據有效”線線 特點：特點：由發送消息的一方控制，只有當由發送消息的一方控制，只有當DAV1時時表示總線上的數據有效，收方才可以接收。表示總線上的數據有效，收方才可以接收。b） NRFD（Not Ready For Data）“沒有準備好沒有準備好”線線 特點：特點：該線是由接收器件共同控制的。當接收器件該線是由接收器件共同控制的。當接

17、收器件中至少有一個器件沒準備好時，中至少有一個器件沒準備好時，NRFDl。只有當所。只有當所有接收器件全部準備好時，才有有接收器件全部準備好時，才有NRFD=0。2、握手線、握手線3條（條（DAV、NRFD、NDAC） 電子測量 第 9 章 - 22c）NDAC（No Data Accept）“數據未接收數據未接收”線線 特點：特點：是由接收器件共同控制的。當接收器件中至少是由接收器件共同控制的。當接收器件中至少有一個器件沒有收完數據時，有一個器件沒有收完數據時，NDACl。直至所有接收。直至所有接收器件全部接收完時，器件全部接收完時，NDAC=0。將數據送至數據總線上將數據送至數據總線上發送

18、一方檢查發送一方檢查NRFD是否為是否為0。NRFD0，發送一方，發送一方令令 DAV 1，收方開始接收，收方開始接收，全部收方都接收完時，發送一方令全部收方都接收完時，發送一方令DAV0，宣布數，宣布數據無效，并將總線上的數據撤掉。據無效，并將總線上的數據撤掉。當發送消息一方要發送一個字節時：當發送消息一方要發送一個字節時：電子測量 第 9 章 - 23三線掛鉤三線掛鉤電子測量 第 9 章 - 24a） ATN（ATenNion）“注意注意”線線 此線由現行控者控制。此線由現行控者控制。狀態：狀態： ATN=l表示現行控者正在起作用。表示現行控者正在起作用。 當當ATN=0，意味著現行控者已

19、退出控制。，意味著現行控者已退出控制。 當當ATN由由0變變1時，表明控者要進入作用態，此時時，表明控者要進入作用態，此時 現行講者與聽者間的握手要立刻中斷?，F行講者與聽者間的握手要立刻中斷。3、控制線、控制線5條（條（ATN、IFC、REN、EOI、SRQ）電子測量 第 9 章 - 25b）IFC（InterFace Clear）“接口清除接口清除”線線 此線由系統控者控制。此線由系統控者控制。狀態：狀態：IFCl表明控者命令系統中各器件接口功能表明控者命令系統中各器件接口功能清除到初始態（至少保持清除到初始態（至少保持100微秒以上）微秒以上） 。如果。如果IFC始終為始終為1，系統將無法

20、運行。，系統將無法運行。通常在自動測試系統上電以后，控者發一次通常在自動測試系統上電以后，控者發一次IFC命命令，使接口功能可靠地回到初始態。在特定情況下需令，使接口功能可靠地回到初始態。在特定情況下需要系統控者介入控制時，系統控者通過發要系統控者介入控制時，系統控者通過發IFC，從現，從現行控者手中接過控制權。行控者手中接過控制權。電子測量 第 9 章 - 26c） REN（Remote Enable） “遠控可能遠控可能”線線 REN受控者控制。受控者控制。狀態：狀態： REN0，它使程控器件一律回到本地操作方式。，它使程控器件一律回到本地操作方式。 RENl時，器件并不能立刻進入遠地程控

21、方式。時，器件并不能立刻進入遠地程控方式。只有此后由控者對各程控器件任命聽者后，被任命只有此后由控者對各程控器件任命聽者后，被任命聽者的器件才能進入程控方式。如果器件要再回到本聽者的器件才能進入程控方式。如果器件要再回到本地方式，這時需要控者發有關的指令，或者由人工干地方式，這時需要控者發有關的指令，或者由人工干預。預。電子測量 第 9 章 - 27 d） EOI（End Or Identify）“結束或識別結束或識別”線線 此線可由現行控者控制，也可由現行講者控制。此線可由現行控者控制，也可由現行講者控制。 i）識別作用）識別作用 當當ATN=1且且EOI=l，表明控者要求，表明控者要求“識

22、別識別”，這時，這時EOI線受現行控者控制。這是并行查詢中一種查詢方式。線受現行控者控制。這是并行查詢中一種查詢方式。 ii）結束作用）結束作用 這時這時EOI線受現行講者控制，此時表示數傳的結束，線受現行講者控制，此時表示數傳的結束，即即END=ATNEOI。電子測量 第 9 章 - 28 e） SRQ（Service Request）“服務請求服務請求”線線 SRQ線是有服務請求功能的各器件共用的，它是線是有服務請求功能的各器件共用的，它是各器件的各器件的SRQi的邏輯或。當控者退出控制后，控者的邏輯或。當控者退出控制后，控者依然有監視依然有監視SRQ線的能力。一旦線的能力。一旦SRQ=1

23、，這就表明，這就表明系統中至少有一個器件要求控者為它服務，這時控系統中至少有一個器件要求控者為它服務，這時控者應中斷現行講者和聽者的數傳，通過查詢了解情者應中斷現行講者和聽者的數傳，通過查詢了解情況后，為該器件服務。況后，為該器件服務。電子測量 第 9 章 - 291、消息交換模型、消息交換模型GPIB系統中的任何器件都包含器件功能和接口功能系統中的任何器件都包含器件功能和接口功能這兩部分功能。這兩部分功能。 器件消息遠地接口消息器件功能接口功能器件功能接口功能本地接口消息本地接口消息總線圖圖 9-2-5 GPIB系統的消息交換模型系統的消息交換模型（4） GPIB系統的消息交換系統的消息交換

24、電子測量 第 9 章 - 30GPIB系統中器件之間需要傳遞的消息種類很多，消息系統中器件之間需要傳遞的消息種類很多，消息以三個大寫（或小寫）的英文字母表示。以三個大寫（或小寫）的英文字母表示。按內容分按內容分接口消息接口消息 （控著發出，（控著發出，ATN=1）器件消息器件消息 （講著發出，（講著發出，ATN=0）按來源分按來源分遠地消息遠地消息 （用三個大寫英文字母表示）（用三個大寫英文字母表示）本地消息本地消息 （以三個英文小寫字母表示）（以三個英文小寫字母表示）接消息使用信號線數目分接消息使用信號線數目分單線消息（用一根線傳遞）單線消息（用一根線傳遞）多線消息（用多根線傳遞）多線消息（

25、用多根線傳遞）2、消息分類、消息分類電子測量 第 9 章 - 31結論：結論：同一種消息可能具有多種名稱。例如同一種消息可能具有多種名稱。例如IFC是是單線、接口、遠地消息；單線、接口、遠地消息；rdy是器件、本地消息。是器件、本地消息。 3、消息編碼、消息編碼無論是多線接口消息還是多線器件消息，都必須以無論是多線接口消息還是多線器件消息，都必須以適當的形式進行編碼，然后才能傳遞。適當的形式進行編碼，然后才能傳遞。IEEE488.1標標準對準對16條多線接口消息的編碼格式作了嚴格的規定，條多線接口消息的編碼格式作了嚴格的規定，具體的編碼定義可以查閱具體的編碼定義可以查閱IEEE488.1標準。

26、標準。電子測量 第 9 章 - 32為保證數據傳輸和數據控制的可靠性，定義了為保證數據傳輸和數據控制的可靠性，定義了10種接口功能。種接口功能。表表9-2-3 10種接口功能種接口功能名稱代號英文原文控者CController講者TTalker聽者LListener源握手SHSource Handshake受者握手AHAcceptor Handshake服務請求SRService Request遠地/本地RLRemote/Local并行查詢PPParallel Poll器件觸發DTDevice Trigger器件清除DCDevice Clear （5） GPIB系統的接口功能系統的接口功能電子

27、測量 第 9 章 - 33 1、接口功能簡介、接口功能簡介聽者功能聽者功能適用于所有需要從總線上接收數據的器件。例如打印機適用于所有需要從總線上接收數據的器件。例如打印機要將其他儀器經總線傳出的數據接收下來并進行打印。要將其他儀器經總線傳出的數據接收下來并進行打印。 講者功能講者功能 適用于需要向其他器件傳送數據的器件。例如示波器適用于需要向其他器件傳送數據的器件。例如示波器需要將其采集到的測量數據送往打印機。需要將其采集到的測量數據送往打印機。 控者功能控者功能 為計算機或其他控制器而設立的?？卣呖梢岳迷摴橛嬎銠C或其他控制器而設立的?？卣呖梢岳迷摴δ芟蛴嘘P器件發布各種命令。比如復位系統

28、、尋址某臺能向有關器件發布各種命令。比如復位系統、尋址某臺器件為講者或聽者。器件為講者或聽者。電子測量 第 9 章 - 34 源方握手功能和受方握手功能源方握手功能和受方握手功能 是為使響應速度不同的器件功能在同一系統中能是為使響應速度不同的器件功能在同一系統中能夠正確地交互數據（或命令）而設立的。夠正確地交互數據（或命令）而設立的。 受方握手功能受方握手功能 適用于所有需要從總線上接受數據或命令的器件，適用于所有需要從總線上接受數據或命令的器件，在接收控者發出的命令時，在接收控者發出的命令時，AH功能僅同控者的功能僅同控者的SH功功能握手，保證器件能收下控者發出的命令。能握手，保證器件能收下

29、控者發出的命令。電子測量 第 9 章 - 35 服務請求（串行查詢）功能服務請求（串行查詢）功能 類似于計算機的外部中斷請求功能。類似于計算機的外部中斷請求功能。 例如當器件例如當器件在運行中出現了一些異常情況，器件將使在運行中出現了一些異常情況，器件將使SRQ為為 1產生服務請求，提請控者為它服務。一旦控者對它產生服務請求，提請控者為它服務。一旦控者對它進行串行查詢，則器件的進行串行查詢，則器件的 SR功能將促使本器件將功能將促使本器件將SRQ置為置為0。串行查詢是逐臺進行的?？卣呦热蚊弧４胁樵兪侵鹋_進行的?？卣呦热蚊徊樵兊钠骷橹v者，控者自任命為聽者，聽取被查查詢的器件為講者，控者自

30、任命為聽者，聽取被查詢器件的匯報一狀態數據。詢器件的匯報一狀態數據。電子測量 第 9 章 - 36遠控遠控/本地控制功能本地控制功能提供了針對器件的本地操作和遠控操作方式選擇提供了針對器件的本地操作和遠控操作方式選擇功能，兩種操作方式不能同時進行，由控者控制功能，兩種操作方式不能同時進行，由控者控制REN線的電平實現。線的電平實現。并行查詢功能并行查詢功能是控者為了了解系統中各器件有否服務請求而主是控者為了了解系統中各器件有否服務請求而主動查詢的一種方式。不具有講者功能的器件可以通動查詢的一種方式。不具有講者功能的器件可以通過該功能來接受控者的查詢。過該功能來接受控者的查詢。電子測量 第 9

31、章 - 37器件觸發功能器件觸發功能允許器件接收控者發來的允許器件接收控者發來的GET（群執行觸發）指令，使（群執行觸發）指令，使器件完成某一操作。例如，有些器件在上電后并不立即開器件完成某一操作。例如，有些器件在上電后并不立即開始工作，而是要由控者發出一條始工作，而是要由控者發出一條“啟動啟動命令，單獨地啟命令，單獨地啟動一臺或成群地啟動幾臺器件后才開始進行測量。動一臺或成群地啟動幾臺器件后才開始進行測量。器件清除功能器件清除功能使器件功能回到某種指定的初始狀態。測試過程中往往使器件功能回到某種指定的初始狀態。測試過程中往往需要使一臺甚至全體器件功能回到某種特定的初始狀態。需要使一臺甚至全體

32、器件功能回到某種特定的初始狀態。例如：讓計數器的計數值回到零。器件清除功能由控者使例如：讓計數器的計數值回到零。器件清除功能由控者使用。用。電子測量 第 9 章 - 382、器件的接口功能設置、器件的接口功能設置對于某一類器件，通常僅需從對于某一類器件，通常僅需從10種接口功能選擇一種種接口功能選擇一種或多種接口功能，而沒有必要配置全部功能。這既要或多種接口功能，而沒有必要配置全部功能。這既要充分考慮器件的性能需要，又應兼顧成本、使用效率充分考慮器件的性能需要，又應兼顧成本、使用效率等方面的要求。等方面的要求。表表9-2-4 接口功能配置示例接口功能配置示例設備名稱所需配置接口信號發生器（聽者

33、）AH,L,RL,DT紙帶讀出器（講者）SH,AH,T數字電壓表（聽者和講者）SH,AH,T,L,SR,RL,PP,DC,DT計算機（聽者、講者和控者）SH,AH,T,L,C電子測量 第 9 章 - 39組建組建GPIB自動測試系統時，通常選用計算機作為自動測試系統時，通常選用計算機作為控者通過將控者通過將GPIB接口卡插入計算機的擴充槽，將卡接口卡插入計算機的擴充槽，將卡上的上的GPIB接口插座通過接口插座通過GPIB電纜同其它儀器相連，電纜同其它儀器相連，就可以構成測試系統。就可以構成測試系統。 計算機計算機 GPIB 接口卡接口卡 GPIB 電纜電纜 圖圖9-2-6 基于基于GPIB的自

34、動測試系統的自動測試系統（6） 基于基于GPIB總線的自動測試系統總線的自動測試系統電子測量 第 9 章 - 40電子測量 第 9 章 - 41電子測量 第 9 章 - 42GPIB接口卡多以大規模集成電路為主體來實現。接口卡多以大規模集成電路為主體來實現。圖圖9-2-7 GPIB接口卡的結構框圖接口卡的結構框圖電子測量 第 9 章 - 43電子測量 第 9 章 - 442.4 LXI總線總線（1）概述）概述 (a) Agilent N8241A（A類）類） (b) Agilent N5700 系列系統直流電源系列系統直流電源(C類類) 截至截至2011年年3月，通過月，通過 LXI 聯盟認證

35、的聯盟認證的LXI產品有產品有1500多種，其中多種，其中A類類LXI產品有產品有11類、類、26種，種，B類類LXI產產品有品有2類、類、5種，種，C類類LXI產品有產品有203類、類、1470種種電子測量 第 9 章 - 45（2） LXI的技術特點的技術特點 ：1、易用性易用性2、性能性能3、可擴展性可擴展性4、便于組建分布式系統便于組建分布式系統5、機架空間與安裝機架空間與安裝6、下一代測試系統應用下一代測試系統應用 LXI與其他總線儀器的混成系統與其他總線儀器的混成系統 電子測量 第 9 章 - 46LXI 標準根據器件能夠提供的觸發和同步能力，將標準根據器件能夠提供的觸發和同步能力

36、，將LXI器件分為三種功能類型。器件分為三種功能類型。 C 類器件類器件B 類器件類器件A類儀器類儀器 提供符合提供符合LXI規范的標準規范的標準LAN和和Web接口，包括實現接口，包括實現LAN 查詢功能、查詢功能、IVI 驅動程序接口、儀器網頁等驅動程序接口、儀器網頁等在符合在符合C類要求的基礎上，類要求的基礎上，B類器件提類器件提供標準的供標準的LXI事件接口、同步事件接口、同步API并支并支持持 IEEE1588定時特性定時特性在符合在符合B類要求的基礎上，類要求的基礎上，A類器件提類器件提供了硬件觸發總線接口供了硬件觸發總線接口（3）LXI的器件類型的器件類型 電子測量 第 9 章

37、- 47（4）LXI標準的主要內容標準的主要內容1、物理規范、物理規范LXI物理結構物理結構 每一每一LXI模塊必須遵從所在地區或市場的模塊必須遵從所在地區或市場的CSA、EN、UL和和IEC標準，符合相關標準，符合相關(如如FCC、VDE、Mil-Std)的的EMC 標準。標準。電子測量 第 9 章 - 482、以太網、以太網3、程序接口、程序接口 符合符合LXI 標準的裝備要支持標準的裝備要支持 TCP(傳輸控制協議傳輸控制協議)、UDP(用戶數據報協議用戶數據報協議)和和IPv4(互聯網協議第互聯網協議第4版版)。 LXI 裝置必須支持裝置必須支持IP 地址地址(DHCP或自動或自動IP

38、)、MAC地址地址(由制造商規定由制造商規定)和主機名和主機名(由用戶規定由用戶規定)的設的設置功能。置功能。 LXI 標準要求所有設備都須有可互換虛擬儀器標準要求所有設備都須有可互換虛擬儀器(IVI)驅動程序，可使用所偏愛的程序語言或開發環境驅動程序，可使用所偏愛的程序語言或開發環境 LXI標準的設備必須支持標準的設備必須支持 LAN 查詢功能，使主控查詢功能，使主控PC能確認已連接的儀器。能確認已連接的儀器。電子測量 第 9 章 - 494、儀器網頁、儀器網頁 每一臺符合每一臺符合LXI 標準的設備都必須提供自己的網標準的設備都必須提供自己的網頁。網頁上要有該設備的各種重要信息，包括制造頁

39、。網頁上要有該設備的各種重要信息，包括制造商、型號、序列號、說明、主機名、商、型號、序列號、說明、主機名、MAC 地址和地址和IP 地址。地址。 LXI還要求這一可從任何還要求這一可從任何W3C瀏覽器接入的配置瀏覽器接入的配置網頁要允許使用者改變參數。網頁要允許使用者改變參數。5、同步觸發機制、同步觸發機制a. 網絡消息觸發網絡消息觸發b. IEEE1588 時鐘同步觸發時鐘同步觸發c. LXI 觸發總線觸發總線電子測量 第 9 章 - 50圖圖 9-2-22 IEEE 1588 網絡的亞微妙級同步原理網絡的亞微妙級同步原理 電子測量 第 9 章 - 51自動測試系統的軟件設計自動測試系統的軟

40、件設計 目前，能夠用于自動測試系統、虛擬儀器系統開發、目前，能夠用于自動測試系統、虛擬儀器系統開發、比較成熟的軟件開發平臺主要有兩大類：比較成熟的軟件開發平臺主要有兩大類： 一類是通用的可視化軟件編程環境，主要有一類是通用的可視化軟件編程環境，主要有Microsoft公司的公司的Visual C+、C#、Visual Basic等等 另一類是一些公司推出的專用于虛擬儀器開發軟件編另一類是一些公司推出的專用于虛擬儀器開發軟件編程環境，主要有程環境，主要有Agilent公司的圖形化編程環境公司的圖形化編程環境Agilent VEE 、NI公司的圖形化編程環境公司的圖形化編程環境LabVIEW以及文

41、本編以及文本編程環境程環境LabWindows/CVI。3.3 軟件開發環境軟件開發環境（1）概述）概述電子測量 第 9 章 - 52（2）LabWindows/CVI 簡介簡介Measurement Studio LabWindows/CVI基于ANSI C 集成化語言開發環境內置各種儀器庫和函數庫支持多線程、功能強大、效率高 ComponentWorks+集成Visual C+的開發工具測量類（采集和分析）、實用類、數據對象基于ActiveX的用戶接口編程向導Application WizardComponentWorksVisual Basic的ActiveX控件用于控制設定的簡單易用的

42、屬性界面通過屬性、事件等方法做到靈活的程序控制電子測量 第 9 章 - 53電子測量 第 9 章 - 54C for Virtual Instrumentation “用于虛擬儀器的用于虛擬儀器的C語言語言” 特點：特點：（1）采用基于）采用基于ANSI C內核的事件驅動與回調函數編程技術，程序的實時內核的事件驅動與回調函數編程技術，程序的實時性能優越，適合于開發大型、復雜的測試軟件使用。性能優越，適合于開發大型、復雜的測試軟件使用。 （2）以工程文件為框架的集成化開發平臺，將源代碼編輯、）以工程文件為框架的集成化開發平臺，將源代碼編輯、32位位ANSI C編譯、連接、調試以及各種函數庫等集成

43、在一個開發環境中，并且為用戶編譯、連接、調試以及各種函數庫等集成在一個開發環境中，并且為用戶提供函數面板和儀器驅動器編程向導等交互式開發工具。提供函數面板和儀器驅動器編程向導等交互式開發工具。（ 3 ） 支 持 多 種 總 線 類 型 的 儀 器 和 數 據 采 集 設 備 ， 為 用 戶 提 供） 支 持 多 種 總 線 類 型 的 儀 器 和 數 據 采 集 設 備 ， 為 用 戶 提 供GPIB/GPIB488.2庫、庫、DAQ庫、庫、Easy I/O庫、庫、VISA庫、庫、VXI庫、庫、RS-232庫庫和和IVI庫等。庫等。電子測量 第 9 章 - 55特點：特點：（4）支持強大的數據

44、處理和分析功能，為用戶提供格式化）支持強大的數據處理和分析功能，為用戶提供格式化I/O 庫、庫、Analysis 庫、庫、Advanced Analysis庫、庫、ANSI C庫等。庫等。（5）提供功能強大的圖形化用戶界面編輯器和）提供功能強大的圖形化用戶界面編輯器和User Interface庫，提供菜庫，提供菜單、圖形、對話框、旋鈕、單、圖形、對話框、旋鈕、LED等多種虛擬儀器專用圖形控件。提供自動等多種虛擬儀器專用圖形控件。提供自動生成源代碼頭文件、自動地聲明變量和創建相關的回調函數等功能。生成源代碼頭文件、自動地聲明變量和創建相關的回調函數等功能。（6）支持網絡和進程間通信功能，為用戶

45、提供）支持網絡和進程間通信功能，為用戶提供DDE庫、庫、TCP庫、庫、ActiveX庫、庫、X Property庫（用于庫（用于unix操作系統）以及對外部軟件模塊和組件的支操作系統）以及對外部軟件模塊和組件的支持能力。持能力。（7）支持）支持Windows 98/NT/2000、Mac OS和和Unix等。等。電子測量 第 9 章 - 56 （3）LabVIEW簡介簡介儀器控制與數據采集的圖形化編程平臺儀器控制與數據采集的圖形化編程平臺 直觀明了的前面板用戶界面和流程圖式直觀明了的前面板用戶界面和流程圖式 的編程風格的編程風格內置編繹器可加快執行速度內置編繹器可加快執行速度 內置內置GPIB

46、、VXI、串口和插入式、串口和插入式DAQ 板的庫函數板的庫函數 650多種儀器驅動程序多種儀器驅動程序 內容豐富的高級分析庫，可進行信號處內容豐富的高級分析庫，可進行信號處 理、統計、曲線擬合及復雜的分析工作理、統計、曲線擬合及復雜的分析工作 利用利用ActiveX、DDE、DataSocket以及以及 TCPIP進行網絡連接和數據交換進行網絡連接和數據交換 適用于適用于Windows2000/NT/9X，Mac OS , HP-UX, SUN及及Linux操作系統操作系統電子測量 第 9 章 - 57 （4） Agilent VEE簡介簡介 圖形化的編程圖形化的編程 G語言語言 內置的程序

47、編譯器內置的程序編譯器 豐富的儀器驅動程序豐富的儀器驅動程序 強大的數據分析與處理強大的數據分析與處理 靈活的程序調試手段靈活的程序調試手段 支持多種系統平臺支持多種系統平臺 ,包括包括Windows NT/95/3.1、Power Macintosh、 Agilent-UX、SUNSPARC、Concurrent Computer Corporation的的 實時實時UNIX系統等系統等 網絡功能網絡功能 ,支持支持TCP/IP協議和協議和Internet 電子測量 第 9 章 - 58注意事項：注意事項：1、采用自頂而下的軟件設計方法。、采用自頂而下的軟件設計方法。2、在軟件系統分析和具體

48、編程過程中，采用模塊化和、在軟件系統分析和具體編程過程中，采用模塊化和面面 向對象的軟件設計方法。向對象的軟件設計方法。3、自動測試系統軟件應具有較高的可靠性。、自動測試系統軟件應具有較高的可靠性。4、自動測試系統軟件設計要符合一些相關規范的要求、自動測試系統軟件設計要符合一些相關規范的要求。5、采用圖形化用戶界面設計技術和可視化編程技術。、采用圖形化用戶界面設計技術和可視化編程技術。6、采用自頂而下和自底而上相結合的方法進行軟件測、采用自頂而下和自底而上相結合的方法進行軟件測試試 （5） 自動測試系統的軟件設計自動測試系統的軟件設計電子測量 第 9 章 - 59 例：例： 基于基于GPIB的

49、射頻衰減器衰減特性自動測試系統。的射頻衰減器衰減特性自動測試系統。 信號發生器信號發生器HP 8648C產生頻率和幅度都非常穩定的正弦產生頻率和幅度都非常穩定的正弦測試信號，通過同軸電纜送到被測衰減器的輸入端，衰減測試信號，通過同軸電纜送到被測衰減器的輸入端，衰減器輸出信號送到測量接收機器輸出信號送到測量接收機R&S ESI26中測量。計算機作中測量。計算機作為系統的控者，控制各個儀器的動作。為系統的控者，控制各個儀器的動作。3.4 軟件開發實例軟件開發實例電子測量 第 9 章 - 60基于基于VISUAL C+的自動測試程序示例如下。的自動測試程序示例如下。struct CAttData double frequency; double attvalue; cha