自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)-第七次課ppt課件

1、2020/12/5,復(fù)習(xí),一、優(yōu)先中斷總線 1、中斷器、中斷管理器 2、VME總線最多可以有七級(jí)中斷 3、中斷應(yīng)答鏈路 4、中斷響應(yīng)過(guò)程,2020/12/5,復(fù)習(xí),二、公用總線 三、VXI總線增加的線 四、VXI總線通信協(xié)議 1、器件基地址及地址分配 2、配置寄存器 3、通信寄存器,模塊設(shè)計(jì)過(guò)程,根據(jù)需求和技術(shù)指標(biāo)確定總體方案,設(shè)計(jì)硬件原理圖,設(shè)計(jì)電路板圖 PCB,加工制作PCB,電路板焊接,調(diào)試,原理樣機(jī),購(gòu)買元器件,文檔跟蹤,控制軟件、PLD設(shè)計(jì),Protel、PowerPCB,連接器原理圖封裝,根據(jù)規(guī)范的連接器定義制作封裝,根據(jù)規(guī)范確定電路板的尺寸及布局,VXI 46頁(yè),三、VXI 64

2、路繼電器模塊設(shè)計(jì)實(shí)例,1、功能要求,每個(gè)模塊上有64個(gè)繼電器，每個(gè)繼電器有三端輸出：公共端COM，常閉觸點(diǎn)端為NC，常開(kāi)觸點(diǎn)端為NO，在繼電器斷電時(shí)COM與NC相連，當(dāng)繼電器導(dǎo)通吸合時(shí)COM與NC斷開(kāi)，COM與NO相通。每個(gè)繼電器觸點(diǎn)與其它繼電器觸點(diǎn)是互相隔離的。 本模塊中工作電壓(額定值)+12V，觸點(diǎn)斷開(kāi)電阻不低于10M，觸點(diǎn)導(dǎo)通電阻不大于0.06。 本模塊具有查詢自檢功能，凡寫(xiě)入本模塊的開(kāi)關(guān)量碼均可讀出，進(jìn)行查詢。,采用的是TW2-12型繼電器,2、接口要求,C尺寸、單槽 A16/D16 寄存器基從者器件 無(wú)中斷,3、功能框圖,數(shù)據(jù)緩沖,寄存器組,VXI,時(shí)序轉(zhuǎn)換,地址譯碼,回讀寄存器,

3、驅(qū)動(dòng),繼電器,接口電路,功能電路,2020/12/5,寄存器分配,4、原理框圖,緩沖隔離,寄存器組,繼電器組,分級(jí)譯碼器,邏輯地址選擇,DTACK*控制,復(fù)位控制,64路 觸點(diǎn)輸出,V X I 總 線,D15D00,MODID*,SYSRESET,A15 A14 LWORD* DS0* DS1*,IACK* WRITE* AM5AM0、A05 A01,A13A06,SYSCLK,DTACK*,觸點(diǎn)回讀檢查,基本門(mén)電路,5、譯碼電路,在地址譯碼中，采用了分級(jí)譯碼的方法，先譯出訪問(wèn)本模塊的條件G*然后按偏移地址譯出訪問(wèn)各寄存器的片選條件。,2020/12/5,5、譯碼電路,A16、D16地址方式總

4、線訪問(wèn)本模塊應(yīng)滿足的條件是： A15A14為高； A13A06對(duì)應(yīng)模塊的邏輯地址a7a0（由模塊內(nèi)八位地址開(kāi)關(guān)設(shè)定）； AM5AM0為2DH（A16的管理式訪問(wèn)）或29H（A16的非特權(quán)訪問(wèn)），而省去AM2線的譯碼即AM5=AM3=AM0=1，AM4=AM1=0； IACK*為高表明現(xiàn)在處于非中斷認(rèn)可周期 LWORD*為高表示非長(zhǎng)字傳輸； DS0*、DS1*用作數(shù)據(jù)選通。 WRITE*的狀態(tài)表示讀/寫(xiě),A16地址方式總線訪問(wèn)本模塊應(yīng)滿足的條件是： A15A14為高； A13A06對(duì)應(yīng)模塊的邏輯地址a7a0（由模塊內(nèi)八位地址開(kāi)關(guān)設(shè)定）； AM5AM0為2DH（A16的管理式訪問(wèn)）或29H（A16

5、的非特權(quán)訪問(wèn)），而省去AM2線的譯碼即AM5=AM3=AM0=1，AM4=AM1=0； IACK*為高表明現(xiàn)在處于非中斷認(rèn)可周期 LWORD*為高表示非長(zhǎng)字傳輸； DS0*、DS1*用作數(shù)據(jù)選通。 WRITE*的狀態(tài)表示讀/寫(xiě),模塊譯碼,滿足G*的邏輯關(guān)系為： G*=/A15+/A14+(A13a7)+(A12a6)+(A06a0)+/AM5+AM4+/AM3+AM1+/AM0+/IACK*+/LWORD*,采用2片比較器688實(shí)現(xiàn),寄存器譯碼,本模塊設(shè)置了16位的組態(tài)寄存器和操作寄存器共七個(gè)讀寄存器（其中五個(gè)寫(xiě)寄存器）。,6、數(shù)據(jù)緩沖,與外部數(shù)據(jù)總線相連，訪問(wèn)本模塊時(shí)打開(kāi)數(shù)據(jù)通道，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能

6、力。 74244：?jiǎn)蜗?74245：雙向 方向： H：AB L：AB,第6章 VPP規(guī)范與虛擬儀器軟件設(shè)計(jì),6.1 虛擬儀器系統(tǒng)的軟件標(biāo)準(zhǔn)化 6.2 VPP概述 6.3 系統(tǒng)框架規(guī)范 6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA 6.5 儀器驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā) 6.6 VPP儀器軟面板設(shè)計(jì) 6.7 自動(dòng)測(cè)試通用軟件框架,2020/12/5,6.1 虛擬儀器軟件標(biāo)準(zhǔn)化,一、IEEE 488.2標(biāo)準(zhǔn) 1987 頒布了新標(biāo)準(zhǔn)了IEEE 4882IEEE標(biāo)準(zhǔn)代碼、格式、協(xié)議和公用命令 二、SCPI 可程控儀器標(biāo)準(zhǔn)命令 1990年4月，出現(xiàn)可程控儀器標(biāo)準(zhǔn)命令。 主要側(cè)重解決儀器程控和儀器響應(yīng)中器件消息的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。 三、

7、 VPP軟件規(guī)范 1993年制定了VXIplug&play規(guī)范,6.2 VPP概述及系統(tǒng)框架,一、 VPP規(guī)范的提出 VXIplug&play ：VXI總線即插即用規(guī)范 1993年NI、Tek、Racal等著名儀器公司成立了VXIplug&play聯(lián)盟并制定了VXIplug&play規(guī)范，簡(jiǎn)稱VPP規(guī)范。 網(wǎng)址：,6.2 VPP概述及系統(tǒng)框架,VXI系統(tǒng)級(jí),VPP-3儀器驅(qū)動(dòng)程序技術(shù)規(guī)范,VPP-4 標(biāo)準(zhǔn)的軟件輸入輸出接口技術(shù)規(guī)范,VPP規(guī)范的核心是“VPP-4.3 VISA庫(kù)”,6.2 VPP概述及系統(tǒng)框架,VXIplug&play ：VXI總線即插即用規(guī)范 VP

8、P規(guī)范是對(duì)VXI總線標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充和發(fā)展， 解決了VXI總線系統(tǒng)的軟件級(jí)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。,6.3 系統(tǒng)框架規(guī)范,一、系統(tǒng)框架 VPP系統(tǒng)框架:組建一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)所必需的部件集。 (VPP-2) 根據(jù)硬件平臺(tái)（PC平臺(tái)或工作站平臺(tái)）、操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言風(fēng)格，VPP聯(lián)盟定義了10種系統(tǒng)框架。,6.3 系統(tǒng)框架規(guī)范,10種系統(tǒng)框架 五個(gè)基本框架根據(jù)它們支持的操作系統(tǒng)來(lái)命名: 在此基礎(chǔ)上派生出只用NI公司的G(圖形化)語(yǔ)言環(huán)境的系統(tǒng)框架。,GWIN(16) GWIN95(32) GWINNT GSUN GHP-UX,WIN(16) WIN95(32) WINNT SUN HP-UX,6.3 系統(tǒng)框架規(guī)范,二

9、、系統(tǒng)框架元件 每種框架都包括但不局限于下列部件： VXI主機(jī)箱 (PXI) VXI 零槽/資源管理器 (PXI) 儀器模塊 儀器硬件接口 14 構(gòu)成了虛擬儀器的硬件結(jié)構(gòu),6.3 系統(tǒng)框架規(guī)范,二、系統(tǒng)框架元件 操作系統(tǒng) 儀器驅(qū)動(dòng)程序 I/O接口軟件（VISA） 軟面板 幫助文件（知識(shí)庫(kù)已經(jīng)廢除） 安裝盤(pán) 應(yīng)用程序及開(kāi)發(fā)環(huán)境,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,一、VISA簡(jiǎn)介,虛擬儀器系統(tǒng)框圖,儀器驅(qū)動(dòng)程序動(dòng)接口,通信接口,儀器接口,系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),重點(diǎn),6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,一、VISA前的I/O接口軟件 GPIB、VXI等總線技術(shù)的發(fā)展，使虛擬儀器有了標(biāo)準(zhǔn)化的硬件平臺(tái)； NI公司

10、用于GPIB的：NI-488 用于VXI的 ： NI-VXI HP公司：SICL 標(biāo)準(zhǔn)儀器控制語(yǔ)言 問(wèn)題：不能互換。針對(duì)某一廠家編寫(xiě)的軟件無(wú)法適用于另一廠家。,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,二、VISA定義 VISA：Virtual Instrumentation Software Architecture，即虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)，是VPP系統(tǒng)聯(lián)盟制定的I/O接口軟件標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)規(guī)范的總稱。 VISA為虛擬儀器提供了標(biāo)準(zhǔn)化的I/O接口軟件規(guī)范。VISA是整個(gè)工業(yè)界的統(tǒng)一的軟件基礎(chǔ)。,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,三、VISA規(guī)范與VISA庫(kù) VISA (虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu))規(guī)范：VPP規(guī)范中

11、的 VPP4.x系列規(guī)范稱為。 VISA庫(kù)：虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)中的標(biāo)準(zhǔn) I/O 接口軟件。,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,四、VISA作用 1、為整個(gè)工業(yè)界提供統(tǒng)一的軟件基礎(chǔ) 所有的驅(qū)動(dòng)程序都在VISA庫(kù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)，不同廠家軟件可在同一平臺(tái)運(yùn)行。 2、對(duì)驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用程序不必考慮接口類型 相同的函數(shù)可以為VXI、GPIB、PXI儀器編寫(xiě)軟件。 VISA庫(kù)作為低層 I/O 接口軟件，運(yùn)行于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,五、VISA的應(yīng)用 VPP規(guī)范的核心是VISA庫(kù)函數(shù)，VISA是虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)化的I/O接口軟件。 LabWindows/CVI開(kāi)發(fā)平臺(tái)集成了VISA函數(shù)庫(kù)，使

12、編程人員可以更方便地調(diào)用VISA函數(shù)，進(jìn)行虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)。 在C語(yǔ)言中，VISA資源說(shuō)明文件為visatype.h 和visa.h 了解主要的VISA數(shù)據(jù)類型和VISA函數(shù),重點(diǎn),六、常見(jiàn)的VISA數(shù)據(jù)類型,六、常見(jiàn)的VISA數(shù)據(jù)類型,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,七、 VISA函數(shù) 虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)中主要涉及到三類VISA函數(shù)：資源配置類、數(shù)據(jù)I/O類和事件處理類。 1）資源配置類函數(shù) 資源配置類函數(shù)包括資源管理器的打開(kāi)與關(guān)閉、儀器資源的打開(kāi)與關(guān)閉和資源屬性的設(shè)置與查詢。,重點(diǎn),1）主要配置類函數(shù),2）數(shù)據(jù)I/O類函數(shù),由于VXI總線儀器分寄存器基儀器和消息基儀器，數(shù)據(jù)I/O類函數(shù)也分

13、為寄存器基數(shù)據(jù)I/O函數(shù)和消息基數(shù)據(jù)I/O函數(shù)。寄存器基數(shù)據(jù)I/O函數(shù)視儀器數(shù)據(jù)總線寬度的不同又包括8位讀寫(xiě)、16位讀寫(xiě)和32位讀寫(xiě)函數(shù)；消息基數(shù)據(jù)I/O函數(shù)主要有讀函數(shù)、寫(xiě)函數(shù)和詢問(wèn)函數(shù)（寫(xiě)入命令后讀取執(zhí)行結(jié)果）。,2）數(shù)據(jù)I/O類函數(shù)列表,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,同步操作與異步操作 同步操作：函數(shù)在硬件操作完成后才能返回。硬件操作需要多長(zhǎng)時(shí)間，則函數(shù)就等待多長(zhǎng)。 硬件操作有問(wèn)題可能引起函數(shù)無(wú)法返回而導(dǎo)致死機(jī)。 異步操作：函數(shù)在調(diào)用后直接返回，而不管硬件操作是否完成后。程序需要有檢測(cè)硬件操作是否完成的代碼。 對(duì)不同儀器，可能發(fā)生后面寫(xiě)的數(shù)據(jù)比前面寫(xiě)的數(shù)據(jù)先到達(dá)的情況。,6.4 虛擬

14、儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,3）事件處理類函數(shù) 事件是需要在應(yīng)用程序中加以特別注意的特殊情況。事件類型包括服務(wù)請(qǐng)求（SRQs）、中斷和硬件觸發(fā)。處理事件的方法有回調(diào)函數(shù)法和排隊(duì)法兩種。,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,處理事件的方法 回調(diào)函數(shù)法：事件加載一個(gè)回調(diào)函數(shù)句柄，并使能事件。這樣，當(dāng)已經(jīng)安裝了句柄的事件發(fā)生的時(shí)候，所指定的回調(diào)函數(shù)就會(huì)被調(diào)用。涉及到的VISA函數(shù)有加載卸載回調(diào)函數(shù)、使能禁止事件。 排隊(duì)法：使能事件，并等待事件的發(fā)生。這樣，程序的執(zhí)行就會(huì)暫時(shí)中斷，直到指定的事件發(fā)生或者超出設(shè)定的等待超時(shí)時(shí)間。涉及到的VISA函數(shù)有使能禁止事件、等待事件。,事件函數(shù)列表,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)

15、構(gòu)VISA,八、用VISA操作儀器的步驟 1、打開(kāi)VISA資源管理器句柄。 用到的函數(shù)：viOpenDefaultRM； 2、打開(kāi)儀器句柄。 用到的函數(shù)：viFindRsrc、viFindNext、viOpen等；,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,操作步驟 2 3、設(shè)置儀器狀態(tài)、控制儀器操作、讀取測(cè)量數(shù)據(jù)、處理儀器事件。 用到的函數(shù)： viGetAttribute、viSetAttribute、viIn16、viOut16、viPrintf、viScanf、viInstallHandler、viUninstallHandler、viEnableEvent、viDisableEvent、viW

16、aitOnEvent等；,6.4 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)VISA,操作步驟 3 4、釋放儀器句柄。 用到的函數(shù)：viClose； 5、釋放VISA資源管理器句柄。 用到的函數(shù)：viClose。,2020/12/5,6.5 儀器驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā),一、儀器驅(qū)動(dòng)程序的由來(lái) 在設(shè)計(jì)、組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中，儀器的編程是一個(gè)系統(tǒng)中最費(fèi)時(shí)費(fèi)力的部分。 系統(tǒng)中的儀器可能由各個(gè)儀器供應(yīng)廠家提供，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員對(duì)所有的儀器既需要完成底層的儀器I/O操作，又需要完成高層的儀器交互能力，這大大增加了系統(tǒng)集成人員的負(fù)擔(dān)。,2020/12/5,6.5 儀器驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā),儀器驅(qū)動(dòng)程序是一套可被用戶調(diào)用的子程序，利用它就不必了解每個(gè)儀

17、器的編程協(xié)議和具體編程步驟，只需調(diào)用相應(yīng)的一些函數(shù)就可以完成對(duì)儀器各種功能的操作。 VPP規(guī)范中的VPP3.1-VPP3.4詳細(xì)地規(guī)定了符合VXI總線即插即用規(guī)范的虛擬儀器系統(tǒng)的儀器驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)。,2020/12/5,6.5 儀器驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā),二、儀器驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)模型 VPP規(guī)范對(duì)儀器驅(qū)動(dòng)程序的要求不僅適用于VXI儀器，也同樣適用于GPIB儀器、PXI儀器、串行口儀器。 二個(gè)結(jié)構(gòu)模型： 外部接口模型 內(nèi)部設(shè)計(jì)模型,2020/12/5,1、外部接口模型,表示儀器驅(qū)動(dòng)程序與外部系統(tǒng)軟件的接口。,（1）函數(shù)體 ：是儀器驅(qū)動(dòng)程序的主體，是儀器驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)際源代碼。,2020/12/5,1、外

18、部接口模型,（2）I/O接口：儀器驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)這個(gè)接口調(diào)用VISA這一標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口程序庫(kù)，從而解決了儀器驅(qū)動(dòng)程序與儀器的通信問(wèn)題。,2020/12/5,1、外部接口模型,（3）子程序接口：為儀器驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用其它軟件模塊（如數(shù)據(jù)庫(kù)、FFT等軟件）而提供的軟件接口。,2020/12/5,1、外部接口模型,（4）編程式接口：是應(yīng)用程序調(diào)用儀器驅(qū)動(dòng)程序的軟件接口，通過(guò)這個(gè)接口可以方便地調(diào)用儀器驅(qū)動(dòng)程序中定義的所有功能函數(shù)。不同的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，將有不同的軟件接口。,2020/12/5,1、外部接口模型,（5）交互式接口：通常是一個(gè)圖形化的功能面板，用戶可以利用這個(gè)圖形接口管理各種功能函數(shù)、改變每一個(gè)功能調(diào)用的參數(shù)值。它是編程式開(kāi)發(fā)者接口的增強(qiáng)。,2020/12/5,1、外部接口模型,交互式接口實(shí)質(zhì)是函數(shù)面板文件，是對(duì)儀器驅(qū)動(dòng)程序的圖形化描述。,2020/12/5,二、內(nèi)部設(shè)計(jì)模型,定義了儀器驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 源代碼根據(jù)此模型來(lái)編寫(xiě)。,2020/12/5,2020/12/5,內(nèi)部模型2部分 第一部分是一組部件函數(shù)，它們是