基于GPIB總線(xiàn)的RIGOL示波器通信測試系統設計

關(guān)鍵字：GPIB總線(xiàn) RIGOL示波器 通信測試

實(shí)際測試系統中，用數據采集卡來(lái)采集數據，有時(shí)會(huì )出現采集速率太慢，不滿(mǎn)足測試要求的情況。而RIGOL示波器具有采集頻帶寬、靈敏度高、抗干擾性強等優(yōu)點(diǎn)。所以，可利用帶有GPIB接口的RIGOL示波器進(jìn)行數據采集，然后通過(guò)程序設計，實(shí)現VISA（Virtual Instrument Software Architecture，虛擬儀器軟件體系結構)的I/O控制功能，使采集到的數據通過(guò)GPIB電纜傳輸到PC中去進(jìn)行進(jìn)一步的分析。

GPIB總線(xiàn)接口系統

典型的GPIB（General Purpose Interface Bus）測量系統由PC、GPIB接口卡和若干臺（最多14臺）GPIB儀器通過(guò)標準GPIB電纜連接而成。其中，GPIB接口卡完成GPIB總線(xiàn)和PCI總線(xiàn)的連接；GPIB接口儀器是一個(gè)獨立的儀器，既可以構成一個(gè)GPIB總線(xiàn)虛擬測試系統，也可以作為獨立的儀器使用。

GPIB總線(xiàn)是一個(gè)數字化24線(xiàn)（扁型接口插座）并行總線(xiàn)。其中，16線(xiàn)為T(mén)TL電平信號傳輸線(xiàn)，包括8根雙向數據線(xiàn)、5根接口管理線(xiàn)、3根數據傳輸控制線(xiàn)；另8根為地線(xiàn)和屏蔽線(xiàn)。GPIB使用8位并行、字節串行、異步通信方式，所有字節通過(guò)總線(xiàn)順序傳送。

VISA是在LabVIEW工作平臺上控制VXI，GPIB，RS232以及其他儀器的單接口程序庫，采用VISA標準，可以不用考慮時(shí)間及儀器I/O。

RIGOL示波器通信測試系統的程序設計

目前，虛擬儀器系統應用軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境主要包括兩種：一種是文本語(yǔ)言式的平臺，主要有NI公司的LabWindows、VC++、Delphi等；另一種是基于圖形化工程環(huán)境的平臺，如HP公司的HPVEE、NI公司的LabVIEW等。

文中的系統是在LabVIEW環(huán)境下運用G語(yǔ)言寫(xiě)成的，包括兩部分：儀器控制前面板（Panel）和功能模塊流程圖（Diagram或稱(chēng)后面板）。

1測量數據的傳輸

● 測量數據傳輸系統的控制前面板設計

RIGOL示波器具有開(kāi)放式的命令集和接口驅動(dòng)程序,在程序中調用數據讀取模塊,按照命令集格式發(fā)送讀取命令,就可獲得相應數據,如周期、峰峰值等?？刂魄懊姘宓闹饕刂茖ο蟀ǎ?/p>

① Stop—用來(lái)控制程序運行的開(kāi)始和結束；

② Source—用來(lái)選擇示波器的通道；

③ Resource Name—通過(guò)設置地址來(lái)控制指定的GPIB儀器；

④ Parity—用來(lái)控制奇偶校驗；

⑤ Baud Rate—包括各種波特率。默認值是9 600b/s；

⑥ Measurement Type用來(lái)控制讀取數據的類(lèi)型。這里有5種類(lèi)型：0—頻率，1—周期，2—平均值，3—峰峰值，4—均方根值。

主要顯示對象包括：

① Measurement—實(shí)時(shí)顯示測得數據的數值；

② Unit—實(shí)時(shí)顯示測得數據的單位；

③ Error out—顯示出錯信息。

● 測量數據傳輸系統的圖形模塊流程圖的設計

LabVIEW提供了豐富的功能模塊。每個(gè)功能模塊實(shí)現一個(gè)簡(jiǎn)單功能，類(lèi)似于C語(yǔ)言中的子程序，主程序通過(guò)調用、組合及開(kāi)發(fā)子程序（連接圖標）來(lái)實(shí)現特定功能。本系統結構如圖1所示。

主要功能模塊包含有：

① Initialize VI—對程序進(jìn)行初始化；

② Measurement Setting VI—對程序待測量的參數進(jìn)行設置；

③ Read Measurement VI—讀取示波器中測得的數據；

④ Close VI—程序測量結束，關(guān)閉通信，釋放系統資源。

2測量波形的傳輸

● 波形傳輸系統的控制前面板設計

本系統通過(guò)特定的功能模塊設計程序，能夠在PC中實(shí)時(shí)讀取到指定的示波器測得的信號波形。主要控制對象包括：

① Stop—用來(lái)控制程序運行的開(kāi)始和結束；

② Resource Name—通過(guò)設置地址來(lái)控制指定的GPIB儀器；

③ Parity—用來(lái)控制奇偶校驗；

④ Baud Rate—包括各種波特率。默認值是9 600b/s；

⑤ Source—用來(lái)選擇RIGOL示波器。默認值為通道1；

⑥ Start Point—用來(lái)選擇波形采集的起始點(diǎn)；

⑦ Stop Point—用來(lái)選擇讀取點(diǎn)的數量。

主要顯示對象包括：

① Number of Rd Points—顯示波形讀取點(diǎn)的數量；

② Waveform Points—顯示波形的各個(gè)點(diǎn)；

③ Waveform Points 2—顯示波形的各個(gè)點(diǎn)；

④ Error out—顯示出錯信息。

● 測量波形傳輸系統的功能模塊流程圖的設計

本系統的關(guān)鍵是運用了一個(gè)能直接讀取波形的功能模塊“Read Waveform to Array”。利用此模塊，可以直接以曲線(xiàn)圖和數組形式同時(shí)實(shí)時(shí)顯示出示波器中的波形。

應用

目前，我們正在進(jìn)行的多相流層析成像實(shí)驗中，對于其檢測信號的數據處理部分，就利用了上述2個(gè)數據通信程序，把RIGOL示波器采集到的信號或者是測得的數據值直接傳輸到計算機中，再進(jìn)行下一步的分析。