LabVIEW編程實(shí)時(shí)控制KEITHLEY 6517A靜電計
加入技術(shù)交流群
LabVIEW編程實(shí)時(shí)控制KEITHLEY 6517A靜電計
基于GPIB接口總線(xiàn)，采用6517A中最簡(jiǎn)單的按鈕命令，在LabVIEW5.1平臺上實(shí)現了對6517A面板操作的實(shí)時(shí)控制和信息的同步顯示。
關(guān)鍵詞：LabVIEW編程；計算機模擬；6517A靜電計
Hefei 230029, China)
LabVIEW提供了任意一個(gè)程序調用另一個(gè)LabVIEW程序的辦法，即將后者作為一個(gè)子程序(即subVI)。因此在實(shí)驗站的數據采集主程序中，將模擬的6517A作為主程序調用的subVI嵌入其中(當然這個(gè)子程序完全可以不依賴(lài)于主程序而能夠獨立運行)。根據主程序的要求，6517A的subVI具備以下特點(diǎn)：
代碼簡(jiǎn)潔，執行效率高；完全能實(shí)現真實(shí)面板上各個(gè)按鍵的功能，并可以基本同步顯示6517A顯示的各種信息；獨立的窗口，不在視覺(jué)上干擾主程序窗口，以方便用戶(hù)的使用。
對于復雜的未編譯的LabVIEW程序，要求代碼盡可能簡(jiǎn)潔，這有益于提高運行速度。而且考慮到6517A參數的調整僅僅是實(shí)驗站數據采集與控制的一小部分，我們未使用KEITHLEY公司隨儀器提供的LabVIEW子程序。對于6517A，有三個(gè)途徑可以實(shí)現面板按鍵的功能：一是用它的SCPI命令中有關(guān)功能選擇的命令，如使用SENSe命令組里的各種命令選擇測量?jì)热?電壓、電流、電阻和電荷)以及與測量這些量有關(guān)的各類(lèi)參數［1］。這種方式功能全面，可用一條足夠長(cháng)的命令直接實(shí)現某個(gè)功能，而這個(gè)功能可能需要按多次按鍵才能實(shí)現，而且用戶(hù)勿需知道6517A前面板的顯示信息(KEITHLEY公司提供的LabVIEW子程序即是這樣編寫(xiě)的)。缺點(diǎn)是代碼命令長(cháng)、書(shū)寫(xiě)復雜，而且要對所有的SCPI命令非常熟悉。另一種是使用SYSTem命令組里的SYSTem：KEY〈NRf〉命令。6517A功能面板上每一個(gè)功能鍵均對應了一個(gè)數字，如執行：SYSTem：KEY 15相當于人工按一次按鍵V(電壓)。使用這種方式基本就是在計算機顯示器上“復制”了前面板的按鍵，雖然設置某個(gè)參數需要多次按鍵且需要在計算機上同步顯示選擇菜單，但其代碼簡(jiǎn)潔，且可以利用LabVIEW提供的界面功能，在外型上完全模擬6517A的前面板，不失為一種好方法。第3種方法是用DDC語(yǔ)言，該語(yǔ)言的語(yǔ)法簡(jiǎn)潔，但不易記憶，難以維護，功能也不強。我們在編寫(xiě)時(shí)未予考慮。?
代碼簡(jiǎn)潔，執行效率高；完全能實(shí)現真實(shí)面板上各個(gè)按鍵的功能，并可以基本同步顯示6517A顯示的各種信息；獨立的窗口，不在視覺(jué)上干擾主程序窗口，以方便用戶(hù)的使用。
對于復雜的未編譯的LabVIEW程序，要求代碼盡可能簡(jiǎn)潔，這有益于提高運行速度。而且考慮到6517A參數的調整僅僅是實(shí)驗站數據采集與控制的一小部分，我們未使用KEITHLEY公司隨儀器提供的LabVIEW子程序。對于6517A，有三個(gè)途徑可以實(shí)現面板按鍵的功能：一是用它的SCPI命令中有關(guān)功能選擇的命令，如使用SENSe命令組里的各種命令選擇測量?jì)热?電壓、電流、電阻和電荷)以及與測量這些量有關(guān)的各類(lèi)參數［1］。這種方式功能全面，可用一條足夠長(cháng)的命令直接實(shí)現某個(gè)功能，而這個(gè)功能可能需要按多次按鍵才能實(shí)現，而且用戶(hù)勿需知道6517A前面板的顯示信息(KEITHLEY公司提供的LabVIEW子程序即是這樣編寫(xiě)的)。缺點(diǎn)是代碼命令長(cháng)、書(shū)寫(xiě)復雜，而且要對所有的SCPI命令非常熟悉。另一種是使用SYSTem命令組里的SYSTem：KEY〈NRf〉命令。6517A功能面板上每一個(gè)功能鍵均對應了一個(gè)數字，如執行：SYSTem：KEY 15相當于人工按一次按鍵V(電壓)。使用這種方式基本就是在計算機顯示器上“復制”了前面板的按鍵，雖然設置某個(gè)參數需要多次按鍵且需要在計算機上同步顯示選擇菜單，但其代碼簡(jiǎn)潔，且可以利用LabVIEW提供的界面功能，在外型上完全模擬6517A的前面板，不失為一種好方法。第3種方法是用DDC語(yǔ)言，該語(yǔ)言的語(yǔ)法簡(jiǎn)潔，但不易記憶，難以維護，功能也不強。我們在編寫(xiě)時(shí)未予考慮。?
整個(gè)6517A子程序是一個(gè)大的whileloop循環(huán)。在循環(huán)內是前面板上所有按鍵對應的命令和顯示子程序，循環(huán)結束的條件是Boolean按鈕“RETURN”=false。這種結構有兩個(gè)作用，由于LabVIEW程序的執行是并行的，因此可以隨時(shí)接受任意一個(gè)虛擬按鍵的命令，另一是計算機屏幕的顯示與靜電計的顯示基本同步。子程序被設置為“調用時(shí)打開(kāi)、結束后關(guān)閉”，在視覺(jué)上不影響主程序的使用，即在按下RETURN后，子程序窗口即被關(guān)閉。
2.2按鈕
圖1是6517A subVI的界面，圖中字符“Ω”已被替換為“Ohm”。它盡量模仿了實(shí)際儀器的前面板，只不過(guò)是用RETURN按鈕取代了6517A的POWER開(kāi)關(guān)。每個(gè)按鈕的機械動(dòng)作置為“Latch when Released”，這樣每按一次圖中的按鈕，程序通過(guò)GPIB接口給6517A發(fā)送一個(gè)相應的命令，完成手工按鍵的動(dòng)作。隨即按鈕浮起，不會(huì )導致誤動(dòng)作。按鈕對應的程序是一個(gè)“true?false” case structure。在True CASE中寫(xiě)入命令：SYSTem：KEY 〈NRf〉(圖2)，False CASE中為空。當用鼠標點(diǎn)擊按鍵時(shí)，6517A將根據命令完成相應的按鍵動(dòng)作。如圖中的命令，GPIB write控件將：SYST：KEY 15發(fā)送給6517A，完成一次按“V”鍵。
2.2按鈕
圖1是6517A subVI的界面，圖中字符“Ω”已被替換為“Ohm”。它盡量模仿了實(shí)際儀器的前面板，只不過(guò)是用RETURN按鈕取代了6517A的POWER開(kāi)關(guān)。每個(gè)按鈕的機械動(dòng)作置為“Latch when Released”，這樣每按一次圖中的按鈕，程序通過(guò)GPIB接口給6517A發(fā)送一個(gè)相應的命令，完成手工按鍵的動(dòng)作。隨即按鈕浮起，不會(huì )導致誤動(dòng)作。按鈕對應的程序是一個(gè)“true?false” case structure。在True CASE中寫(xiě)入命令：SYSTem：KEY 〈NRf〉(圖2)，False CASE中為空。當用鼠標點(diǎn)擊按鍵時(shí)，6517A將根據命令完成相應的按鍵動(dòng)作。如圖中的命令，GPIB write控件將：SYST：KEY 15發(fā)送給6517A，完成一次按“V”鍵。
? 為了更好的顯示測量值的單位，6517A顯示行存在一些特殊符號，如次顯示行的溫度符號℃，主顯示行的電阻單位Ω(歐姆)，量級單位μ(即表示10-6)等。但實(shí)際測試表明計算機接收到的6517A的信號，只能正確顯示出標準ASCII碼中的數字0～9、字母A～B和a～b，因此僅使用上述命令將顯示亂碼，無(wú)法正確反映6517A的全部顯示信息。作者經(jīng)過(guò)分析，得到了非ASCII碼經(jīng)過(guò)GPIB接口后對應的編碼如下(表1)。
?
RETURN鍵是控制整個(gè)子程序的邏輯量。但由此也帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，程序運行時(shí)發(fā)現當第一次參數設置完畢，退出子程序后，RETURN有可能仍保持在false狀態(tài)，那么緊接著(zhù)第二次調用子程序時(shí)，將因為RETURN=false而無(wú)法進(jìn)入循環(huán)(或僅循環(huán)1次便結束)。為此利用了LabVIEW的并行處理特性，在RETURN置false時(shí)將完成2個(gè)動(dòng)作，首先是將邏輯常數True賦值給RETURN(利用了local variable，不會(huì )干擾其中斷循環(huán)的作用)，然后再退出循環(huán)，這樣保證了下一次的調用。
評論