黎蓮花，李 智，王月娥

(桂林電子科技大學(xué) 電子工程與自動(dòng)化學(xué)院，廣西 桂林541004)

“自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)”是測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè)的一門專業(yè)性很強(qiáng)的課程。筆者在這個(gè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)利用Visual C+ +進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，對(duì)于測(cè)試技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生來說，設(shè)計(jì)一個(gè)友好的易操作的人機(jī)界面有一定的難度。為此，筆者以Lab-VIEW 為開發(fā)環(huán)境，設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)放在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的搭建和相關(guān)規(guī)范的研究上，讓學(xué)生從編程中解放出來。本平臺(tái)的使用可以提高實(shí)驗(yàn)效率，降低實(shí)驗(yàn)成本。

1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方案

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的方案有兩種:①連接單臺(tái)儀器，采用GPIB 接口、串口或USB 接口，計(jì)算機(jī)通過這些接口連接控制設(shè)備，測(cè)量、計(jì)算和處理數(shù)據(jù);②計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)關(guān)和GPIB 接口連接局域網(wǎng)內(nèi)各臺(tái)儀器。

比較這兩種方案，前者需要和每批學(xué)生數(shù)目一樣多的設(shè)備，如多臺(tái)VXI 機(jī)箱、函數(shù)發(fā)生器、示波器和多用表等;后者通過網(wǎng)絡(luò)共享儀器，只需要少量設(shè)備。多人多組通過網(wǎng)關(guān)操作同一臺(tái)儀器會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)問題。解決這個(gè)問題的方法是:每個(gè)人(每組)連接打開一臺(tái)儀器后，要鎖定儀器，用完及時(shí)解鎖，并關(guān)閉連接，以供其他學(xué)生使用。

圖1所示的該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由計(jì)算機(jī)、Agilent 的GPIB 總線10833A、網(wǎng)關(guān)(LAN/GPIB)E5810A、示波器54622D、任意波形發(fā)生器33250E、VXI 機(jī)箱和萬用表模塊E1412A 等構(gòu)成［2，3］。

圖1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)成

2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)

2.1 安裝軟件

在安裝軟件和驅(qū)動(dòng)程序時(shí)需要特別注意順序，我們列出如下步驟。

(1)安裝labview8.0 以上，本文所述平臺(tái)安裝的是labview8.6;

(2)安裝Agilent IO Libraries Suite14.0 以上，本文選擇Agilent IO Libraries Suite14.0;勾選Agilent-VISA 為主VISA;

(3)安裝NI 488.2(內(nèi)含NI-VISA4.5)。這時(shí)，NI-VISA 是作為主VISA 來工作的，而前面安裝的Agilent-VISA 將會(huì)重命名而被覆蓋，在工作時(shí)作為第二VISA;

(4)在labview8.6 中可查看和安裝連接儀器。其步驟如下:在幫助→查找儀器驅(qū)動(dòng)→已連接儀器(如果看不到或有問題，在這個(gè)界面登陸NI 公司)。在此雙擊儀器型號(hào)，安裝對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)，可以選擇比LabVIEW 安裝軟件版本低的或一樣的驅(qū)動(dòng)(因?yàn)閷?duì)應(yīng)不同版本有幾個(gè)驅(qū)動(dòng))安裝;

(5)在labview8.6 的編程環(huán)境函數(shù)模塊中可看到:函數(shù)模塊→儀器驅(qū)動(dòng)→54622D 或33＊＊＊→找個(gè)example 放程序框圖→把設(shè)置輸入的接口選擇如GPIB0::10::INSTR 地址，即可操作SCPI 命令控制儀器。

2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上有多個(gè)虛擬儀器對(duì)應(yīng)相應(yīng)程控儀器，每個(gè)虛擬儀器的設(shè)計(jì)都包括三個(gè)基本函數(shù):初始化、配置與關(guān)閉連接。

現(xiàn)以任意波形發(fā)生器33250A 程序的開發(fā)為例，采用如下的設(shè)計(jì)步驟。

(1)VISA 初始化函數(shù)—初始化接口，按照傳統(tǒng)函數(shù)發(fā)生器的面板設(shè)置，放置一些按鈕、下拉選項(xiàng)和旋鈕等，用來輸入接口地址、波形、頻率、幅度和相位等參數(shù)。

(2)VISA 配置函數(shù)和配置儀器—把配置函數(shù)發(fā)生器有關(guān)的SCPI 命令中的常見部分字符串連接起來，由用戶在面板上操作配置，后臺(tái)程序組合成完整命令。如圖2所示SCPI 命令生成子程序。如:產(chǎn)生正弦波，設(shè)置幅值標(biāo)度為峰峰值，頻率為1000Hz，幅度為0.1V，相位為0。

圖2 SCPI 命令生成子程序

(3)調(diào)用VISA 關(guān)閉函數(shù)，斷開連接—如圖3函數(shù)發(fā)生器程序有初始化，配置，關(guān)閉、鎖定和解鎖等函數(shù)，完成對(duì)接口儀器的配置控制程序。

圖3 函數(shù)發(fā)生器程序

3 LabVIEW 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

平臺(tái)界面可以控制程控儀器和VXI 模塊化儀器、測(cè)量數(shù)據(jù)以及處理顯示。平臺(tái)操作按不同儀器分塊。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的界面如圖4所示。

圖4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)界面

使用本平臺(tái)，示波器可選擇儀器、通道、探頭衰減、耦合方式、調(diào)節(jié)幅值和時(shí)間掃描等參量，可同時(shí)顯示多個(gè)信號(hào)，一個(gè)完整的虛擬示波器便直觀地顯示出來;函數(shù)發(fā)生器可選儀器、可調(diào)波形、頻率和相位等參量;多用表可選儀器、測(cè)量類型(直流、交流電壓、電阻等)、分辨率和采樣率等參量。

將LabVIEW 虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以構(gòu)建出速度快、操作方便和學(xué)生容易理解的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，是必要的。

［1］ 田社平，陳洪亮，張 峰. Matlab 函數(shù)編程在電路分析中的應(yīng)用［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào). 2011，32(6):105-107

［2］ 李寧馨，張曉冬. 基于LabVIEW 的信號(hào)發(fā)生分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.北京:國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2007(5):48 －50

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［4］ 秦紅磊，路輝，郎榮玲. 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng):硬件及軟件技［1］. 北京:高等教育出版社出版2007