基于RS-232總線(xiàn)的測控系統開(kāi)發(fā)

在飛機飛控系統地面模擬試驗中，常常需要函數信號發(fā)生器、動(dòng)態(tài)分析儀等傳統儀器給被測系統注入正弦、階躍和掃頻等信號。這些儀器往往存在著(zhù)操作比較繁瑣，容易誤操作引起系統損壞等現象，這不僅影響試驗的效率，還大大降低了試驗的安全性。因此，如果能用相應的軟件控制這些傳統儀器的話(huà)，不僅可以提高工作效率，還可通過(guò)軟件提示對誤操作發(fā)出告警信息，使試驗的安全性得到保障。RS-232(RecommendedStandard-232，推薦標準)可把這些可編程的傳統儀器與計算機緊密地聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)接口函數，對其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，最終實(shí)現軟件控制儀器的目的。

1 測控系統的硬件平臺

1．1 RS一232總線(xiàn)簡(jiǎn)介

RS-232總線(xiàn)是串行數據接口標準，是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )EIA(Electronic Industry Association)制定的一種串行物理接口標準。RS(RecommendedStandard-232)是英文“推薦標準”的縮寫(xiě)，232為標識號，它規定了連接電纜、機械、電氣特性、信號功能及傳送過(guò)程。RS-232總線(xiàn)是PC機及工業(yè)通信中應用最廣泛的一種串行接口形式。RS-232總線(xiàn)被定義為一種在低速率串行通信中增強通信距離的單端標準。

1．2 RS-232測控系統構架

典型RS-232總線(xiàn)測控系統由PC和若干臺帶有RS-232總線(xiàn)接口的儀器通過(guò)RS-232總線(xiàn)連接而成。本文描述的測控系統主要由固緯公司生產(chǎn)的GFG-3015型的函數信號發(fā)生器組成。GFG-3015裝設一個(gè)9個(gè)腳位公頭的RS-232接頭，以便連接計算機或終端機。本機的RS-232接口為一數據終端機設備(Data Terminal Equipment,DTE)，從第三腳位(Pin3)傳送數據，第二腳位(Pin2)接受數據。其具體接線(xiàn)如圖1所示。

連接的注意事項：

1)請勿連接一個(gè)DTE設備的輸出線(xiàn)到另一個(gè)設備的輸出線(xiàn)。

2)確定儀器的接地信號連接到外部設備的接地信號。

3)確定儀器的外殼連接到外部設備的外殼接地。

圖1儀器與計算機的接線(xiàn)圖

4)連接到計算機的線(xiàn)統不超過(guò)15M。

5)確定使用在設備上的RS-232設定與使用在計算機終端機上的相同。

6)的儀器需要在一個(gè)或一個(gè)以上的輸入腳位上接高位準信號。

2 LabWindowsICVI環(huán)境下的軟件開(kāi)發(fā)

2.1 GAG-3015型函數發(fā)生器二次開(kāi)發(fā)的基礎

GFG公司將GFG-3015面板上的所有鍵盤(pán)功能都以指令的形式向用戶(hù)開(kāi)放，用戶(hù)可根據需要查找相應的指令進(jìn)行編程，從而實(shí)現對儀器的二次開(kāi)發(fā)。若要使指令傳送到儀器，必須包含三個(gè)基本要素。

1)命令表頭((Command header)

命令表頭以命令樹(shù)形成一個(gè)階層的構架。最頂層是根命令，根節點(diǎn)（Root node)位于此處。根節點(diǎn)和第二層或更下層形成一個(gè)路徑可通往最后一層（leaf node)。命令表頭是由表頭路徑和leafnode所架構成的，其構架如圖2所示。

2)參數(Parameter，如果需要的話(huà))

命令若有參數，必須包含數值。命令的語(yǔ)法所定義的參數以“◇”雙箭頭符號來(lái)表示。如圖3命令的語(yǔ)法包含Boolean參數類(lèi)型。

3)結束或分偏信息(Message terminator separator)

由于RS-232總線(xiàn)沒(méi)有結束信息的信號，因此使用LF（Line Feed, 0 *OA,或ASCIIn)來(lái)結束信息。一串的命令被送到儀器時(shí)，必須要增加一個(gè)LF做為結束信息的判斷。至于查詢(xún)命令，儀器所回復的信息也要加一個(gè)LF以便計算機可以判斷是否結束信息。

圖2 命令表頭樹(shù)構架

圖3 含有參數的表頭命令

2.2 LabWindows/CVI環(huán)境下的RS232庫接口

LabWindows/CVI提供了豐富的RS-232函數庫。用戶(hù)只要將儀器與計算機正確相連，同時(shí)開(kāi)啟儀器RS-232的遠程控制端(按儀器面板上藍色的RS-232按鈕，儀器會(huì )顯示ON)，無(wú)需安裝任何驅動(dòng)函數，便可通過(guò)LabWindows/CVI提供的RS-232庫函數實(shí)現計算機對儀器的控制。

2.3側控軟件的實(shí)現

函數庫中包含了六類(lèi)函數:打開(kāi)1關(guān)閉串口(Open/Close)函數、串口輸入輸出(Iuput/Output)函數，調制解調文件傳輸(XModem）,串口控制(Control)函數、串口查詢(xún)((Status)函數、串口事件處理(Callbacks)函數以及串口擴展事件(Extension)函數。實(shí)現串口通訊的步驟如下:

1)打開(kāi)發(fā)送端和接受端串口，分別對串口參數進(jìn)行設置。

2)利用串口接收和發(fā)送數據。

3)關(guān)閉串口，結束程序。

首先，設置計算機的通信端口、波特率等參數，如“OpenComConfig”）“1,”，9600, 0, 8,1, 512,512)，使得計算機通信端口的參數和儀器保持一致。然后，要保證計算機和儀器通訊正常，可將查詢(xún)命令“*iDN?In”送到儀器，若儀器返回"15MHz, Function Generator, V 1.20”的字符串，表明儀器與計算機已經(jīng)連接成功。上述兩步驟完成后表明儀器已經(jīng)與計算機正常連接，且之間的通信也正常。接著(zhù)，可調用各種RS-232的庫函數并結合儀器的指令實(shí)現軟件對儀器的控制，如設置儀器發(fā)送三角波功能:

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