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在測試和測量中融合LXI和腳本的優(yōu)點(diǎn)
作者：
時(shí)間：2012-09-17
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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多年來(lái)，可編程儀器表現為一種形式或另一種形式。雖然具體功能有所不同，但可編程儀器允許用戶(hù)在儀器中創(chuàng )建和保存一組指令（或程序），并且按需運行指令。通常，早期可編程儀器的能力和容量都非常有限，這使可編程性的使用局限于相對小而簡(jiǎn)單的應用。較大或較復雜的應用需要使用單獨計算機或控制器通過(guò)通信接口（常常是GPIB）控制可編程儀器。
計算技術(shù)和編程語(yǔ)言的進(jìn)步以及嵌入式計算容量成本的穩定下降帶來(lái)了新一代可編程儀器。新型儀器突破了舊的限制，極大提高了性能和靈活性。這些儀器的一個(gè)關(guān)鍵進(jìn)步是采用腳本語(yǔ)言提供可編程性。本文詳細介紹了腳本以及如何利用腳本簡(jiǎn)化測試與測量并且提高速度。
那什么是腳本呢？測試儀器的腳本與我們說(shuō)的PC腳本又有什么區別呢？
簡(jiǎn)單地說(shuō)，腳本是用腳本語(yǔ)言編寫(xiě)的程序以便管理一系列的動(dòng)作。
腳本遠優(yōu)于常規使用的宏或記錄序列。腳本能充分利用腳本語(yǔ)言，其中包括循環(huán)、轉移和數據處理。雖然宏可以通過(guò)基本循環(huán)控制方法實(shí)現重復，但是腳本能提供完全執行環(huán)境，其中數值可以保存在變量中。然后，這些變量可用于控制循環(huán)和轉移判定。
腳本語(yǔ)言與其它編程語(yǔ)言的主要區別在于在運行腳本程序之前無(wú)需預編譯。如果需要，腳本環(huán)境可以直接中斷程序或自動(dòng)編譯程序。此外，腳本語(yǔ)言還具有編程語(yǔ)言的全部能力，包括存儲變量值和創(chuàng )建存儲的程序（函數）以便代碼重用。
由于腳本無(wú)需單獨進(jìn)行編譯，所以腳本語(yǔ)言非常適合于測試與測量設備的嵌入式應用。腳本可以下載到儀器上，無(wú)需額外的準備工作就能為用戶(hù)提供更多便利。
PC上運行的腳本語(yǔ)言和嵌到儀器中的腳本語(yǔ)言之間的關(guān)鍵不同在于環(huán)境。當腳本語(yǔ)言運行在PC上時(shí)，它通常能訪(fǎng)問(wèn)文件系統、幾乎無(wú)限制的存儲器、圖形顯示以及鍵盤(pán)和鼠標。當腳本語(yǔ)言運行在儀器上時(shí)，它不必訪(fǎng)問(wèn)任一種設備，但這些設備通常也不需要。
明天我們會(huì )對測量?jì)x器中的腳本進(jìn)行細化介紹，敬請期待吧！
PartII: 測量?jì)x器中運用的腳本
流行的腳本語(yǔ)言包括Perl、Python、VBScript和JavaScript。Lua腳本語(yǔ)言特別適于嵌入式應用，因為它比多數其它腳本語(yǔ)言運行速度更快并采用占代碼空間非常小的庫實(shí)現。吉時(shí)利選擇Lua用于支持測試腳本處理器（TSP）的儀器系列。
當測試測量?jì)x器增加了腳本支持時(shí)，最困難的選擇是什么呢？對拉，是如何向用戶(hù)介紹腳本！
這種困難包括需要回答的一些難題，例如：“如何集成儀器指令集和腳本環(huán)境？”“用戶(hù)如何將腳本載入儀器中？”吉時(shí)利選擇將腳本環(huán)境和指令集完全集成，這意味著(zhù)所有儀器指令都是完全合法的Lua語(yǔ)句?；旧?，送到儀器上的每條指令消息都作為L(cháng)ua程序執行。
這種選擇使用戶(hù)很容易地從使用單條指令控制儀器過(guò)渡到使用腳本控制儀器，因為不需要學(xué)習整個(gè)新指令集。與腳本中使用的命令相同，指令可以通過(guò)GPIB或LXI接口發(fā)送到儀器。這極大地簡(jiǎn)化了從基于指令的簡(jiǎn)單控制到基于腳本的控制的過(guò)渡過(guò)程。用戶(hù)能簡(jiǎn)單地發(fā)送較大的腳本而不是單獨的指令到儀器。
下面我們用代碼來(lái)舉例說(shuō)明一下：
案例分析
這種選擇的缺點(diǎn)是儀器指令可能對于第一次使用的用戶(hù)有點(diǎn)陌生。舉一些例子有助于說(shuō)明這一缺點(diǎn)。這些例子比較了吉時(shí)利2400型源表（基于SCPI的單元）和吉時(shí)利2602型雙通道數字源表（基于TSP的單元）。
讓2400的源輸出電流的指令是：
::SOUR:FUNC CURR
2602對應的指令是：
smua.source.func = smua.DC_AMPS
smua前綴指定雙通道儀器2602的通道A。除了等號外，其余的指令類(lèi)似于SCPI指令。這是Lua的賦值運算，將mua.source.func屬性設為smua.DC_AMPS的值。
查詢(xún)指令有一些陌生。因為指令是有效的Lua語(yǔ)句，所以使用print函數產(chǎn)生輸出。SCPI查詢(xún)返回到2400的源函數是：
:SOUR:FUNC?
2602對應的指令是：
print(smua.source.func)
正如SCPI儀器通過(guò)分號分隔單獨指令以支持復合指令，基于腳本的儀器也能通過(guò)語(yǔ)句分隔符分隔指令以支持復合指令。在Lua中，語(yǔ)句分隔符是空白字符。
假設我們的儀器已經(jīng)配置為電壓源。對于2400，以下指令消息將設置輸出電平，然后打開(kāi)輸出：
:SOUR:VOLT 1.0; :OUTP 1
對于2602，相應指令消息是：
smua.source.levelv = 1.0 smua.source.output = 1
上述例子說(shuō)明腳本儀器可以表現得與傳統設備非常類(lèi)似。僅指令語(yǔ)法稍；有改變。為了利用腳本引擎的全部能力，用戶(hù)只用發(fā)送消息來(lái)使用腳本語(yǔ)言功能。
PartIII 儀器測試中腳本案例分析以及LXI
今天我們會(huì )介紹實(shí)際操作時(shí)的一些案例和經(jīng)驗，并且介紹一下LXI和腳本。
通過(guò)發(fā)送以下腳本，用戶(hù)能讓儀器執行二分查找法搜索能輸出1mA電流的電壓源：
代碼略>
這種腳本的好處是避免了讀取每個(gè)結果和發(fā)送指令輸出新電平所需的通信時(shí)間。雖然有理由詢(xún)問(wèn)發(fā)送較長(cháng)消息需要多長(cháng)時(shí)間，但是通常發(fā)送一條較長(cháng)的消息比來(lái)回通信許多條較短消息快得多。然而，腳本環(huán)境的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是前述代碼可以封裝為函數定義，然后重用，用的時(shí)候就能完全避免發(fā)送長(cháng)消息。例如：
代碼略>
前面的指令不會(huì )讓儀器立刻執行，但是它創(chuàng )建了一個(gè)命名為“Search（搜索）”的存儲程序，之后可以用搜索指令調用：
Search(2.5, 0.001)
儀器有一些特點(diǎn)能補充腳本引擎。如果腳本環(huán)境提供儀器前面板的編程訪(fǎng)問(wèn)，那么用戶(hù)就能創(chuàng )建交互式腳本提示用戶(hù)在前面板輸入參數或顯示結果。儀器還能提供非易失的板上腳本存儲，因此當儀器上電時(shí)，這些存儲的腳本就能自動(dòng)執行。這允許執行預先載入的應用，無(wú)需任何用戶(hù)動(dòng)作，只需要打開(kāi)儀器的電源。
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