摘要：文章結(jié)合作者實際工作，簡要介紹了GPIB技術(shù)及GPIB總線虛擬儀器，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合案例闡述了實驗軟件編程的操作過程，得出結(jié)論：通過編程把適當(dāng)?shù)腉PIB命令通過兩個VI發(fā)送給儀器或者接收儀器返回信息。最終確定為使用GPIB總線的虛擬儀器在使用中比較方便。

關(guān)鍵詞：GPIB總線虛擬儀器；GPIB技術(shù)；工作原理；案例設(shè)計

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A

1. GPIB技術(shù)及GPIB總線虛擬儀器概述

總而言之，GPIB技術(shù)是IEEE488標準虛擬儀器較為早期的一個發(fā)展階段。隨著它的出現(xiàn)，促使著電子CAN總線控制器測量獨立的單臺手工操作逐步向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)的方向發(fā)展。目前典型的GPIB系統(tǒng)它是由一臺PC機、一個GPIB接口卡和若干臺GPIB形式的儀器通過GPIB電纜連接而成。在標準情況下，一塊GPIB接口可帶多達14臺儀器，電纜長度可達40米。

就目前來說，我國的GPIB技術(shù)可用計算機實現(xiàn)對儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以方便地把多臺儀器組合起來，形成一個自動測量系統(tǒng)。GPIB測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和命令實際上很簡單，這主要應(yīng)用于臺式儀器，適合于精確度要求高的，但不要求對計算機高速傳輸狀況時應(yīng)用。

而GPIB總線的虛擬儀器系統(tǒng)說白了就是以GPIB總線儀器與計算機為硬件平臺組成的虛擬儀器測試系統(tǒng)，GHB卡將可編程儀器與計算機聯(lián)系起來，通過計算機的控制去執(zhí)行各項任務(wù)操作。它的硬件配置包括PC機，PCI-GPIB接口模塊 EP-H6280，頻譜儀：AV4032，數(shù)字多用表：34401A，微波功率計：ML2430A和任意波形發(fā)生器：33250A等等。它的測試要求是要有頻譜儀，33250A，微波功率計和微波信號源等。其測試框構(gòu)圖如下圖1所示。

圖1測試框構(gòu)圖

2.GPIB總線虛擬儀器工作原理

單就GPIB總線虛擬儀器的工作原理來說，該系統(tǒng)在軟件的大力控制下不僅實現(xiàn)了以往單臺虛擬儀器的測控功能，更重要的是它實現(xiàn)了測控系統(tǒng)的整個組態(tài)功能。在實際工作運行中，根據(jù)測控對象的實際需要可以進行組態(tài)選擇合適的自動測控系統(tǒng)功能。但是需要特別說明的是，在實際中應(yīng)該對不同物理量應(yīng)選配相應(yīng)的傳感器。我們知道，系統(tǒng)的控者它是由PXI-8156零槽控制器和PC機擔(dān)任，PXI-8156通過內(nèi)置PXI總線與PXI-L6071E Multifunction I/O相連，實施對象的模擬量或數(shù)字量采集。而實際中PXI-8156通過密封機箱內(nèi)置的AT-GPIB/TNT接口連接VXI儀器的GPIB VXI/O轉(zhuǎn)換口，使其間接控制VXI-4101A的多用表、計數(shù)器和I/O以及6071E等等儀器，組成高速集成虛擬儀器測控系統(tǒng)環(huán)境，能夠?qū)尤雽ο髮嵤┻h程測控。PXI控制器與PC機以及與遠程用戶均通過Internet連接，能夠?qū)崿F(xiàn)對任意組態(tài)系統(tǒng)的遠程操作。

3.基于LABVIEW的GPIB虛擬儀器案例設(shè)計

根據(jù)筆者的實際工作和工作經(jīng)驗，結(jié)合理論和實際，本文設(shè)計一種基于LABVIEW的GPIB虛擬儀器。

3.1設(shè)計案例所需組件

3.1.1 GPIB總線虛擬儀器所需要的軟件。用LABVIEW開發(fā)基于GPIB總線的虛擬儀器的軟件包括：LABVIEW開發(fā)平臺、GPIB接口卡驅(qū)動程序和儀器的LABVIEW驅(qū)動程序。在這里需要加以說明的是如果有儀器的LABVIEW驅(qū)動程序，創(chuàng)建虛擬儀器就更方便了。儀器的LABVIEW驅(qū)動程序負責(zé)儀器通信和控制的具體過程，系統(tǒng)里包含儀器編程細節(jié)。

3.1.2 GPIB總線虛擬儀器所需要的硬件。GPIB接口是由8位數(shù)字并行通訊接口而組成，其數(shù)據(jù)傳輸速度為1mbyte/s。GPIB設(shè)備分為三部分，這三部分分別是聽者、說者和控制器。在實際工作中，說者負責(zé)發(fā)出消息、數(shù)據(jù)或命令，聽者負責(zé)接收消息、數(shù)據(jù)或命令，而控制器負責(zé)管理總線上的消息，并指定通訊連接和發(fā)送GPIB命令到指定的設(shè)備上。在目前使用時，有些GPIB設(shè)備在不同的時候它可以扮演不同角色，有時充當(dāng)說者，有時充當(dāng)聽者，有時又可以作為控制器。

使用過的人都知道，GPIB接口它有一個特點，就是可以通過一個接口將多個GPIB設(shè)備連接在一起，同時完成多種不同物理量的測量。除此之外，GPIB的基地址一共有31個，在工作中我們?yōu)榱双@得較高的數(shù)據(jù)傳輸速度，連接設(shè)備一般都會超過15個，對于普通的測量這就已經(jīng)足夠了。

而開發(fā)基于GPIB總線的虛擬儀器，一般需要有計算機、GPIB接口卡、GPIB連接電纜和帶有GPIB接口的測試儀器。測試儀器的類型及數(shù)量取決于實際的測試要求，儀器本身還要有與之配套的傳感器。GPIB接口卡主要用于將儀器與計算機相連，各GPIB接口之間用GPIB連接電纜連接。

3.2 實驗軟件編程

當(dāng)下，一個完整的Labview程序由三部分組成，即前面板、代碼窗口及程序圖標和接口板。其中前面板主要實現(xiàn)程序的輸入輸出功能，由控制件元素和顯示件元素組成；代碼窗口則是用來編輯圖形代碼以實現(xiàn)對控件行為和屬性的控制；圖標和接口板則是用來實現(xiàn)子程序的調(diào)用。其中該程序最為基本的部分就是鎖相放大器收發(fā)信息VI的程序代碼，程序的其它部分都是建立在這兩個VI的基礎(chǔ)上的，通過編程把適當(dāng)?shù)腉PIB命令通過兩個VI發(fā)送給儀器或者接收儀器返回的信息。

而虛擬儀器實驗程序框包括兩大模塊，分別為儀器設(shè)置模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，儀器設(shè)置模塊主要負責(zé)儀器測量時各種參數(shù)的設(shè)定，同時也具有顯示測量當(dāng)前值的功能；數(shù)據(jù)處理模塊主要負責(zé)測量數(shù)據(jù)的實時顯示、測量數(shù)據(jù)以文本文件形式存儲到指定的文件中。

3.3 得出結(jié)論和總結(jié)

根據(jù)理論和實際，文章設(shè)計了一種基于GPIB總線的虛擬儀器的軟硬件及軟件編程。在設(shè)計開發(fā)過程中，采用了模塊化設(shè)計，通過編程把適當(dāng)?shù)腉PIB命令通過兩個VI發(fā)送給儀器或者接收儀器返回信息。從這個案例實踐中我們可以看出，GPIB總線的虛擬儀器在使用中比較方便。

參考文獻

[1]繆為國.可組態(tài)的虛擬儀器系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].南京林業(yè)大學(xué).2007.

[2]王可寧.電力遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)及虛擬儀器在其中的應(yīng)用[D].湖南大學(xué).2002.

[3]嚴頌莊.基于LabVIEW的頻率測量虛擬儀器系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].湖南大學(xué).2003.

[4]徐虹.基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的虛擬儀器系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].江西師范大學(xué).2003年.