韓強(qiáng) 李冰 劉耀先

（1.東莞出入境檢驗(yàn)檢疫局 廣東東莞 523071 ；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 黑龍江哈爾濱 150001）

1 引言

在工程測(cè)試中需要使用多臺(tái)儀器進(jìn)行復(fù)雜重復(fù)性操作，手工測(cè)量大量數(shù)據(jù)需要相當(dāng)大的人力和時(shí)間，很難滿足測(cè)量速度和精度上的要求。通過(guò) RS-232接口能夠?qū)⒁幌盗谐炭貎x器與計(jì)算機(jī)組建成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，這樣，計(jì)算機(jī)就可以對(duì)程控儀器進(jìn)行自動(dòng)控制，無(wú)需人工介入，減小了人為誤差，不僅使復(fù)雜的測(cè)試變得簡(jiǎn)單輕松，還大大縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和人力耗費(fèi)，提高了生產(chǎn)效率。

2 硬件組成

本文以安捷倫公司34970A數(shù)據(jù)采集器配34901A采集模塊為例，采用9芯RS-232接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

2.1 RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口介紹

目前，RS-232是PC與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口，RS代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232是標(biāo)識(shí)號(hào)。RS-232采取不平衡傳輸方式，即單端通信。一個(gè)完整的RS-232接口有22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)的25芯插頭座。除此之外，目前廣泛應(yīng)用的還有一種9芯的RS-232接口。它們的外觀都是一個(gè)D形，對(duì)接的兩個(gè)接口又分為針式和孔式兩種。

RS-232標(biāo)準(zhǔn)中定義了邏輯1和邏輯0電壓級(jí)數(shù)，以及標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率和連接器類(lèi)型。信號(hào)大小在正的和負(fù)的3～15 V之間。RS-232規(guī)定接近0的電平是無(wú)效的，邏輯1規(guī)定為負(fù)電平，有效負(fù)電平的信號(hào)狀態(tài)稱(chēng)為傳號(hào)(Marking)，它的功能意義為OFF；邏輯0規(guī)定為正電平，有效正電平的信號(hào)狀態(tài)稱(chēng)為空號(hào)(Spacing)，它的功能意義為ON。

在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的設(shè)備可以分為數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)兩類(lèi)，這種分類(lèi)定義了不同的線路用來(lái)發(fā)送和接收信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備有DTE連接器，調(diào)制解調(diào)器和打印機(jī)有DCE連接器。

2.2 數(shù)據(jù)采集器

美國(guó)安捷倫公司 Aligent34970A數(shù)據(jù)采集器,配 34901A模塊。該采集器可配置成20～120通道,6位半分辨率,0.004%基本直流精度,250通道/秒掃描速率,50000個(gè)讀數(shù)儲(chǔ)存,可測(cè)量交直流電流、電阻、頻率、溫度和周期,以及由熱電偶和熱電阻提供的溫度，直流和交流電壓,內(nèi)置GPIB和RS-232接口。

2.2.1 設(shè)備與計(jì)算機(jī)的連接

將RS-232連接總線將計(jì)算機(jī)的COM接口和Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀的RS-232口進(jìn)行連接。

2.2.2 Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀的通訊設(shè)置。

（1）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)按鈕，按“Shift”按鈕，再按“Interface”按鈕，再通過(guò)調(diào)節(jié)“選擇”旋鈕，直到顯示屏上出現(xiàn)RS-232方式。

（2）再按“Interface”按鈕（表示確定并繼續(xù)設(shè)置），再通過(guò)調(diào)節(jié)“選擇”旋扭，進(jìn)行通訊參數(shù)設(shè)置：19200 BAUD；EVEN,7 BITS；RTS/CTS完成設(shè)置準(zhǔn)備。

3 Aligent Connection Expert軟件設(shè)置

Aligent Connection Expert軟件包括在美國(guó)Aligent公司推出的Aligent I/O libraries Suit免費(fèi)軟件中。安裝后在電腦桌面上形成Aligent IO Control圖標(biāo)，單擊圖標(biāo)即可運(yùn)行軟件。

點(diǎn)擊圖1中Change properties按鈕（右下紅色圈處），即可彈出圖2對(duì)話框進(jìn)行通訊數(shù)據(jù)設(shè)置（參數(shù)設(shè)置：波特率19200，奇偶校驗(yàn)EVEN,數(shù)據(jù)位數(shù)7，流控制方法RTS/CTS,服務(wù)請(qǐng)求DSR,）。

通訊數(shù)據(jù)設(shè)置完成后，點(diǎn)擊OK鍵返回圖1對(duì)話框。點(diǎn)擊圖1中Add interface按鈕（右上紅色圈處）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集器檢測(cè)（圖3），連接數(shù)據(jù)采集器（圖4）。

4 通訊測(cè)試

點(diǎn)擊圖4中INTERACTIVE IO（紅色圈處）即可彈出圖5對(duì)話框進(jìn)行通訊測(cè)試，完成連接。首先通過(guò)圖5對(duì)話框Connect目錄下的Connect功能配置連接方式，如圖5所示。將其改寫(xiě)為ASRL3:INSTR。點(diǎn)擊OK后會(huì)自動(dòng)連接儀器，并會(huì)顯示連接狀態(tài)是否正常。在正常連接的情況下發(fā)送*IDN?命令會(huì)返回儀器編號(hào)，如下所示：

-> *IDN?

<- HEWLETT-PACKARD,34970A,0,13-2-2?x0D?

在圖5中顯示的是連接Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀后，在“Command”文本框中輸入“*IDN?”并按“Send &.Read”鍵后的情形。

根據(jù)儀器程控代碼，分別輸入到Command文本框內(nèi)，按“Send Command”(它只適應(yīng)于只發(fā)送命令而不需要儀器返回信息的命令:例如*RST)、“Read Response”(它只適應(yīng)于需要儀器返回信息的命令:例如READ?)“Send &.Read”(它適應(yīng)于發(fā)送命令而需要儀器返回信息的命令:例如*IDN?) 鍵即可達(dá)到檢測(cè)儀器程控功能的目的。

如果你輸入的儀器程控代碼不正確或不符合SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments)編程語(yǔ)言要求，“Stop”框的信息以紅色顯示，此時(shí)按“SYST:ERR?”鍵，錯(cuò)誤代碼信息和解釋信息就會(huì)在界面下面顯示出來(lái)，這樣就能很快定位錯(cuò)誤并得到排除，收到事半功倍的效果。

“Device Clear”鍵用來(lái)發(fā)送設(shè)備清除命令，主要實(shí)現(xiàn)4個(gè)功能:(1)用來(lái)停止進(jìn)行中的測(cè)量；(2)儀器在收到設(shè)備清除命令時(shí)，儀器的狀態(tài)暫存器，出錯(cuò)暫存器和所用的配置狀態(tài)都不會(huì)改變；(3)清除儀器內(nèi)的輸入和輸出緩沖器；(4)準(zhǔn)備好接受新的命令字符?！癛ead STB”鍵相當(dāng)于發(fā)送*STB? 命令，讀狀態(tài)字節(jié)查詢，用于讀取器件的狀態(tài)字節(jié)?！癈lear History”鍵清除在界面下面顯示信息。“Options”鍵用于設(shè)置超時(shí)時(shí)間和SCPI 命令語(yǔ)法終止字符。

在這里應(yīng)引起讀者注意的是按“Send &.Read”鍵時(shí)，“Command”文本框中有沒(méi)有儀器程控代碼，要根據(jù)被程控的儀器來(lái)定。例如Fluke 8840A等儀器，讀取測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，不需要發(fā)儀器程控代碼，即“command”文本框中不應(yīng)有任何宇符，否則就會(huì)顯示錯(cuò)誤信息。

5 結(jié)束語(yǔ)

雖然目前大多數(shù)設(shè)備都具備采集參數(shù)的能力，但可靠性低，擴(kuò)展性弱，且仍然需要人工逐個(gè)查看各設(shè)備參數(shù)或磁盤(pán)備份等。本文針對(duì)RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，利用安捷倫Aligent Connection Expert軟件對(duì)檢測(cè)儀器的程控功能，對(duì)檢測(cè)儀器設(shè)備進(jìn)行控制。實(shí)驗(yàn)證明，該方法方便、快捷、簡(jiǎn)單，很大程度上克服了傳統(tǒng)人工采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性差、工作效率低、準(zhǔn)確率不能保障等缺點(diǎn)，且本文中的數(shù)據(jù)采集流程適用于電流、電壓、溫濕度等數(shù)據(jù)的采集，擴(kuò)充性良好。

[1] Agilent Technologies，Agilent IO Libraries Suite 15.0 Help [Z]

[2] Agilent Technologies, Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集/開(kāi)關(guān)單元用戶指南[M]

[3] 崔宏敏，黃戰(zhàn)武，何惠森．基于RS 232接口標(biāo)準(zhǔn)的SMT數(shù)據(jù)采集技術(shù)[J].《現(xiàn)代電子技術(shù)》2010年03期

[4] 王節(jié)旺．利用Agilent Connection Expert 軟件檢測(cè)儀器程控功能[J].《國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)》 2008年第27卷第6期