郭占山

(中國人民解放軍92493部隊(duì)89分隊(duì)，葫蘆島 125000)

0 引言

為了更好地解決測試系統(tǒng)軟件與系統(tǒng)中測試儀器不是過時(shí)，就是需要升級、更換、生命周期不匹配和避免測試儀器與測試代碼耦合度過高的問題，系統(tǒng)集成商和儀器制造商們與1998年9月成立了IVI(Interchangeable Virtual Instrument可互換虛擬儀器)基金會，給力的解決測試代碼與測試儀器的松散耦合，改善了測試系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，使其在生命周期之內(nèi)更易于維護(hù)和擴(kuò)展，它將應(yīng)用軟件從儀器硬件中分離，最大限度減小移植和升級測試系統(tǒng)花費(fèi)的時(shí)間和成本。截至2011年8月，該組織已經(jīng)制訂了13類儀器規(guī)范，它們分別是IviDmm(數(shù)字多用表)，IviFgen(任意波形發(fā)生器/函數(shù)發(fā)生器)，IviRFSigGen(射信號發(fā)生器)，IviScope(示波器)，IviSpecAn(頻譜分析儀)，IviSwtch(開關(guān)/多路復(fù)用器/矩陣)，IviCounter(計(jì)數(shù)器)，IviDownconverter(下計(jì)數(shù)器)，IviUpconverter(上下計(jì)數(shù)器)，IviDigitizer(數(shù)字化儀)，IviPwrMeter(功率計(jì))，IviACPwr(交流電源)，IviDCPwr(直流電源)。下面就利用Agilent34410A數(shù)字多用表的USB、LAN接口，實(shí)現(xiàn)IVI編程涉及到的相關(guān)知識進(jìn)行一下介紹，以幫助您節(jié)省大量開發(fā)時(shí)間。

1 IVI驅(qū)動程序

IVI驅(qū)動程序是在VPP基礎(chǔ)之上結(jié)合當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)，孕育而生的最先進(jìn)的測試技術(shù)。它使得不同廠家、不同型號的同一類儀器(如Agilent、Fluke公司的DMM)編寫一段相同的程序代碼，當(dāng)測試系統(tǒng)硬件組成發(fā)生改變時(shí)，測試程序不需要進(jìn)行任何修改仍繼續(xù)使用變?yōu)榭赡?。VPP規(guī)范通過VISA解決了儀器驅(qū)動程序與硬件接口的無關(guān)性，而IVI解決了測試應(yīng)用軟件和儀器驅(qū)動程序的無關(guān)性，比如測試設(shè)備DMM由Fluke8846A更換為Agilent34410A，只需要改變計(jì)算機(jī)上的一些設(shè)置，而不必改變測試應(yīng)用程序的代碼。IVI驅(qū)動程序并具有如下主要特點(diǎn)：1)儀器仿真能力。IVI驅(qū)動程序具有儀器仿真工作模式，在這種模式下，用戶可以在沒有與儀器建立連接的情況下編寫程序。它可以采用兩種途徑產(chǎn)生仿真數(shù)據(jù)，一種是通過專用儀器驅(qū)動的仿真模式，另一種是通過IVI Compliance Package包中的高級類仿真驅(qū)動程序；2)同一類儀器的互換能力。IVI驅(qū)動程序使同一類儀器的互換成為可能，只要系統(tǒng)中使用的儀器支持IVI驅(qū)動，系統(tǒng)開發(fā)完成后就不會因?yàn)閮x器的升級或更換品牌而重新改寫程序代碼，極大地提高了代碼重用能力，從而減小了軟件維修成本。

2 IVI測試程序開發(fā)步驟

開發(fā)IVI測試程序一般需要以下幾個(gè)步驟：

1)將儀器通過總線與計(jì)算機(jī)連接，總線可以為標(biāo)準(zhǔn)總線(PXI、GPIB、USB、LAN、LXI等)，并在計(jì)算機(jī)中安裝相應(yīng)的驅(qū)動程序；

2)安裝IVI Compliance Package工具包，該軟件可以到ni.com/ivi/ivi_prod.htm網(wǎng)站免費(fèi)下載，最新版本文件名為ICP440.exe。還要安裝VISA 4.0或以后版本；

3)安裝被控儀器的IVI Specific Drivers驅(qū)動程序，它用來與儀器進(jìn)行通信，關(guān)于IVI Specific Drivers驅(qū)動，可以到ni.com/idnet網(wǎng)站免費(fèi)下載；

圖1 34410A Driver Sessions General設(shè)置界面

4)利用MAX配置信息文件，該文件存儲了儀器邏輯名、類驅(qū)動程序、具體儀器驅(qū)動程序的映射信息。NI提供了MAX(Measurement & Automation Explorer)配置程序，利用它可以創(chuàng)建、配置Logical Names、Driver Sessions，在測試程序中通過傳送邏輯名，給一個(gè)類驅(qū)動程序初始化，并將操作映射到具體儀器驅(qū)動程序，MAX軟件在NI公司的產(chǎn)品程序盤中，安裝相應(yīng)軟件時(shí)自動安裝；

5)在程序設(shè)計(jì)時(shí)在函數(shù)面板中調(diào)用：函數(shù)→儀器I/O→IVI Class Drivers→然后在IVI類驅(qū)動程序中按照儀器的分類選擇一類，例如選擇IVI DMM類，初始化后在類中選擇相應(yīng)的函數(shù)通過連線和設(shè)置參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對儀器控制；

6)假如我們要控制另外一臺功能相同，型號不同的儀器，只需重復(fù)第3、4步驟即可。

3 LAN接口IVI測試程序開發(fā)

本程序以通過LAN接口程控Agilent34410A數(shù)字多用表為例介紹MAX設(shè)置和程序開發(fā)過程，根據(jù)第2部分的描述需要進(jìn)行以下設(shè)置。

3.1 設(shè)備和接口項(xiàng)設(shè)置

啟動MAX，在左邊的樹形結(jié)構(gòu)“設(shè)備和接口”上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“新建…”，彈出新建…界面，在其上選擇“VISA TCP/IP Resource”單擊“下一步”，在新建VISA TCP/IP Resource界面中選擇“Auto-Detect of LAN Instrument”單擊“下一步”，這時(shí)在界面中央顯示“TCPIP0::169.254.4.10::ins0::INSTR”單擊“完成”。

3.2 Logical Names項(xiàng)設(shè)置

在左邊的樹形結(jié)構(gòu)中選擇“IVI Drivers”并單擊，然后將鼠標(biāo)移動到“Logical Names ”上并右擊鼠標(biāo)，彈出“Create New(case-sensitive)…”界面，將界面上的“NewLogicalName”改為“34410A_LAN”確定后，在該界面右邊“Driver Session”下拉框中選擇“hp34401a”( 如果已經(jīng)安裝34410A IVI驅(qū)動程序后，下拉框中就有該選項(xiàng)，否則說明34410A IVI驅(qū)動程序沒有安裝或安裝的不正確)，而后“Go To”按鈕變?yōu)橛行?，此時(shí)再按“Go To”按鍵后進(jìn)入“Driver Sessions”項(xiàng)目配置，界面如圖1所示。

圖2 34410A Driver Sessions Hardware設(shè)置界面

3.3 Driver Sessions項(xiàng)設(shè)置

在該界面中可以對“Initialization Option”根據(jù)要求進(jìn)行勾選。對于“Simulate With”可以選擇“Don’t Simulate”(在進(jìn)行程序運(yùn)行時(shí)不能選擇此項(xiàng))或“ Specific Driver”(程序調(diào)試時(shí)選擇此項(xiàng))。當(dāng)在圖1界面中單擊“Hardware”后界面改變?yōu)閳D2，在該界面中勾選“NewHardwareAsset”，然后在“Resource Descriptor”欄上雙擊會彈出選擇下拉框，而后選擇“TCPIP0::169.254.4.10::ins0::INSTR”。其它選項(xiàng)使用默認(rèn)值，按界面上面的“Save IVI Configuration”保存設(shè)置，即結(jié)束配置。

3.4 IVI測試程序設(shè)計(jì)

圖3是在LabVIEW下設(shè)計(jì)的通過34410A的LAN接口實(shí)現(xiàn)的IVI測量程序前面板，在其界面上單擊IVI邏輯名下拉框就可以看到“34410A_LAN”出現(xiàn)在下拉框中，否則的話說明Logical Names設(shè)置有問題，單擊測量功能和測量量程時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)其功能和量程的改變。當(dāng)前該界面顯示的是測量直流電壓的情形。

圖3 IVI數(shù)字電壓表測量程序前面板

圖4 IVI數(shù)字電壓表測量程序框圖

圖4是IVI數(shù)字電壓表測量程序框圖，其中“IviDmm Initialize.vi”、“IviDmm Configure Measurement.vi”、“IviDmm Configure Trigger.vi”、“IviDmm Configure Read.vi”、“IviDmm Close.vi”函數(shù)可以在函數(shù)→儀器I/O→IVI Class Drivers→IVI Digital Multimeter中找到。

4 USB接口IVI測試程序開發(fā)

對于通過USB接口控制34410A的程序設(shè)計(jì)，首先要安裝USB驅(qū)動即Agilent IO Libraries Suite 15.5程序。啟動MAX，在左邊的樹形結(jié)構(gòu)“設(shè)備和接口”上單擊鼠標(biāo)，而后選擇“USB Devices”可以看到“USB0::0x0957::0x0607::MY47002970::INSTR”說明安裝正確。其他在MAX中的設(shè)置于3.2 Logical Names項(xiàng)設(shè)置、3.3 Driver Sessions項(xiàng)設(shè)置和程序設(shè)計(jì)3.4 IVI測試程序設(shè)計(jì)完全雷同，于由于篇幅問題不再描述。

5 結(jié)語

從以上描述中可以看出，利用IVI驅(qū)動程序在labVIEW開發(fā)環(huán)境下設(shè)計(jì)自動測試程序，具有編程簡單、編程效率高、使用方便等特點(diǎn)，但由于MAX有不同版本其設(shè)置界面可能存在不同的情況，而在MAX中“IVI Drivers”設(shè)置方法和過程基本是相同的；其次在不同labVIEW版本中進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，最好使用相同版本的IVI儀器驅(qū)動程序。

[1] National Instruments Corporation.IVI Driver Library User Manual 2010

[2] NI Measurement & Automation Explorer 版本5.0.f1 Help

[3] HP 34410A Multimeter Programming Reference

[4] LabVIEW 2011 Help，National Instrument Corporation,2010

[5] 陳錫輝，等.LabVIEW 8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精通.北京：清華大學(xué)出版社，2007

[6] 李剛.LabVIEW-易學(xué)易用的計(jì)算機(jī)圖形化編程語言.北京：航空航天大學(xué)出版社，2001