隨著計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,受其影響的儀器行業(yè)也發(fā)生了巨大的變革,即儀器的手動操作使用改為計算機(jī)控制自動測試。隨著自動測試技術(shù)和程控儀器的發(fā)展,除了要求物理硬件接口標(biāo)準(zhǔn)化外,也要求軟件控制標(biāo)準(zhǔn)化。 硬件方面,從20世紀(jì)50代自動測試概念建立起,經(jīng)過初期專用接口、半專用接口到20世紀(jì)80年代中期才普及推廣開放式標(biāo)準(zhǔn)接口總線,如RS232串行通信接口總線、GPIB通用接口總線、PXI計算機(jī)外圍儀器系統(tǒng)總線、VXI塊式儀器系統(tǒng)總線等。 軟件方面,1987年6月頒布的IEEE488.2(程控儀器消息交換協(xié)議)標(biāo)準(zhǔn)首先解決了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的問題,但仍將大量的器件語義留給設(shè)計者自由定義。1990年4月,國際上九家儀器公司在IEEE488.2基礎(chǔ)上提出了SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments程控儀器標(biāo)準(zhǔn)命令),才使程控儀器器件數(shù)據(jù)和命令得到標(biāo)準(zhǔn)化。SCPI的總目標(biāo)是縮短自動測試系統(tǒng)程序開發(fā)時間,保護(hù)儀器制造者和使用者雙方的硬、軟件投資,為儀器控制和數(shù)據(jù)利用提供廣泛兼容的編碼環(huán)境。 儀器接收到SCPI消息后進(jìn)行響應(yīng):接收字符串消息、詞法分析、語法分析、中間代碼生成、優(yōu)化和目標(biāo)代碼生成,語法分析模塊的性能直接影響到程控執(zhí)行效率。為了進(jìn)一步簡化儀器內(nèi)語法分析模塊、提高程控執(zhí)行效率,本課題提出了在接口電路中加入解析模塊的思想,可將控制器發(fā)送到儀器的SCPI消息即復(fù)雜的ASCII碼字符串轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚亩M(jìn)制代碼。采用此解析模塊將大大簡化儀器設(shè)計者的軟件工作,既能實現(xiàn)儀器語言標(biāo)準(zhǔn)化又能提高儀器對遠(yuǎn)程 控制的響應(yīng)速度,這在研究實驗室內(nèi)的自制儀器時將是很有用的。 儀器接口有很多種,本課題主要討論了RS232和GPIB兩種接口。本設(shè)計中儀器接口板是獨立于儀器的,與儀器單獨使用微處理器,若要與儀器連接實現(xiàn)通信只需在兩微處理器之間進(jìn)行通信即可,這樣做的目的是:一方面可以不影響儀器的設(shè)計和操作,一方面可以實現(xiàn)接口板的通用性和儀器的可換性。針對于RS232接口為一簡單接口,我先將工作重心放在軟件設(shè)計上,主要考慮怎樣把復(fù)雜的ASCII碼字符串解析為簡單的二進(jìn)制代碼。針對于GPIB接口,軟件設(shè)計的主要部分已完成,再把工作重心放在硬件設(shè)計上,采用性價比更高的CPID實現(xiàn)GPIB接口芯片NAT9914。為了觀察解析結(jié)果還加入了LCD顯示。本設(shè)計在開發(fā)通用的、低價的儀器接口板方面做了一個有益的嘗試,為進(jìn)一步的自動測試系統(tǒng)研究打下了基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞:儀器;SCPI;RS232接口;GPIB接口;CPLD
標(biāo)簽:
SCPI
儀器接口
模塊設(shè)計
上傳時間:
2013-04-24
上傳用戶:Andy123456