通用示波器自動(dòng)測試系統的設計

一、前言

隨著(zhù)電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,示波器已成為電子技術(shù)工作者不可缺少的重要工具之一。由于受到元器件的漂移、老化等多種因素的影響,若要保證示波器在使用時(shí)的準確性,就必須對其進(jìn)行定期檢定。以往傳統的檢定方法全是靠手工操作,由于檢測的范圍廣、功能多,因此,在檢定時(shí)常常忙得不可開(kāi)交,不僅勞動(dòng)強度大,工作效率低,而且檢定的數據也不易管理。為此,對示波器進(jìn)行自動(dòng)化測試,是當前迫在眉睫,勢在必行的一項重要工作。

要實(shí)現示波器檢定的自動(dòng)化,就必須解決接口問(wèn)題,使儀器控制器和儀器之間能夠相互通信。為此,在本系統中,采用了在微機的I／O通道中插入一塊GPIB接口板(即IEEE-488接口板),來(lái)實(shí)現計算機和示波器校準儀之間的通信(包括程控命令,測量數據,儀器狀態(tài)信息的傳送)。該系統可完成對示波器的多種參數的采集、測試和數據誤差的分析處理,完成測量結果的顯示、存儲、復查和輸出打印等操作。

二、GPIB接口板簡(jiǎn)介

uPD7210通用接口芯片是GPIB接口板的核心。它的40個(gè)引腳主要分成兩大部分,第一部分與微機總線(xiàn)相連,即直接或通過(guò)若干輔助電路接至微機的I／O通道。例如,接至數據總線(xiàn),地址總線(xiàn),時(shí)鐘,讀、寫(xiě)中斷請求,DMA請求和DMA允許等信號線(xiàn)。第二部分,則是通過(guò)總線(xiàn)收發(fā)器直接連至GPIB總線(xiàn)。此外還有三條發(fā)送、接收控制線(xiàn)T／R1—T／R3,用來(lái)進(jìn)行輸入、輸出控制和表示接口功能的某些工作狀態(tài)。
　在GPIB系統中共設置了10種接口功能,即:
　1)講功能(T功能)
　2)聽(tīng)功能(L功能)
　3)源互鎖聯(lián)絡(luò )功能(SH功能)
　4)受者互鎖聯(lián)絡(luò )功能(AH功能)
　5)系統控制功能(C功能)
　6)服務(wù)請求功能(SR功能)
　7)并行查詢(xún)功能(PP功能)
　8)遠地／本地功能(R／L功能)
　9)設備清除功能(DC功能)
　10)設備觸發(fā)功能(DT功能)
　運行時(shí),首先對8個(gè)寫(xiě)寄存器和8個(gè)讀寄存器進(jìn)行初始化,然后再通過(guò)數據輸出寄存器向GPIB總線(xiàn)上的設備發(fā)布命令,傳送數據。通過(guò)讀某些狀態(tài)寄存器,可了解所需要的狀態(tài),也可通過(guò)數據輸入寄存器讀回GPIB總線(xiàn)上設備發(fā)來(lái)的數據。整個(gè)通信過(guò)程由程序控制,從而達到自動(dòng)檢測的目的。

三、自動(dòng)檢測系統的建立

1.系統的硬件組成

本自動(dòng)檢測系統是由一臺具有GPIB接口板的AST286微機,一臺程控示波器校準儀和一臺24針打印機組成。

GPIB接口標準規定,儀器(校準儀)的聽(tīng)地址為01L5L4L3L2L1,講地址為10T5T4T3T2T1,當控制器(微機)發(fā)出的地址的低5位與校準儀的設備地址相符合時(shí),校準儀即被尋址為聽(tīng)者或講者。設備地址的設置可通過(guò)撥動(dòng)儀器面板上的5位地址開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現。而控制器的設備地址,則通過(guò)初始化程序對地址輸入／輸出寄存器6W寫(xiě)入地址來(lái)設定。其結構圖如下:

圖1　系統硬件結構圖

2.系統軟件的編制

本著(zhù)方便實(shí)用、通用性強和運行可靠的原則,本測試系統的用戶(hù)界面采用漢字顯示,由菜單選擇,使操作者無(wú)需掌握過(guò)多的計算機語(yǔ)言即可使用。同時(shí),該軟件是完全按照國家頒布的示波器檢定規程進(jìn)行編制的。它不僅可以對示波器的多種參數進(jìn)行測試、顯示、打印和復查,而且還具有記憶功能,即檢定完某型號的示波器之后,當再次檢測同型號的示波器時(shí),便可直接按以前所設置的量程和參數進(jìn)行檢測,而無(wú)須反復回答計算機的提問(wèn)。

為了提高軟件的可靠性和檢測的精度,本系統采用了模塊化、結構化的設計思想。模塊化使各參數檢測子程序能獨立完成而不受其它模塊的影響。這種方法使程序在調試和運行時(shí),具有良好的安全性和可靠性。另外,結構化的順序進(jìn)行和其判斷功能,使之在程序設計中充分考慮到了各種可能出現的情況,并可自行處理在檢測中出現的一些問(wèn)題,從而在一定程度上保證了程序的完整性。其軟件的流程圖如下:

圖2　系統軟件流程圖

當用戶(hù)鍵入示波器的型號后,即可出現一詢(xún)問(wèn)菜單,讓用戶(hù)輸入被檢示波器的編號、送檢單位等有關(guān)信息。當用戶(hù)對示波器的某個(gè)量程進(jìn)行檢測時(shí),它能自動(dòng)判別其測量值是否超差,若在其誤差范圍內,它會(huì )記下其測量值,否則,顯示此量程超差。在打印程序中分為兩部分,一是測試報告的題頭部分,另一是測試的數據。題頭部分作為一個(gè)單獨的文件存入磁盤(pán),數據作為原始資料存入另一文件。這樣做的目的,是為今后實(shí)現計算機管理提供方便。另外,為了用戶(hù)操作的方便,本系統還設有顯示和復查數據的功能。

四、結束語(yǔ)

計算機制造技術(shù)和應用技術(shù)在不斷地發(fā)展,各種帶有接口的示波器也將會(huì )得到廣泛的應用,其檢定技術(shù)也會(huì )上一個(gè)新的臺階,隨著(zhù)檢定工作的需要,我們將會(huì )使其更加完善。

參考文獻

［1］　孫　續,《自動(dòng)檢測系統與可程控儀器》,電子工業(yè)出版社
［2］　高登芳,《微機實(shí)用測控接口技術(shù)》,北京科技出版社
［3］　高光潤,《微處理機在電測技術(shù)中的應用》,機械工業(yè)出版社