基于gpib接口的自动测试系统设计

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1、基于GPIB接口的自动测试系统设计摘要：本文在介绍了GPIB接口技术的标准规范，阐述了基于GPIB接口技术的自动测试系统的组成，论述了自动测试系统构建的软硬件要求，设计了一般程控仪器的主控程序流程图。其设计方案应用在实际的仪器仪表控制系统设计中，取得了较好的效果。关键词：GPIB接口；自动测试系统；PC机1引言随着科学技术的不断发展，对现代电子测试任务提出了更高的要求，传统的人工手动测试已经难以满足要求。现代测试技术要求各测量仪器之间能够相互通信，实现资源和信息的共享，从而完成对被测对象的综合分析和评估，

2、采用传统的独立式仪器显然无法达到要求。因此，基于通用接口总线(GeneralPurposeInterfaceBus，GPIB)，即GPIB接口的自动测试系统得到广泛的应用，其主要应用于科学研究、产品设计、工程开发、工业生产、产品维护等，涉及电子、军工、航空航天、医疗器械、通讯等领域。虽然新的总线技术在不断发展，但GPIB接口仍是目前应用最广、最成熟的程控仪器接口，是组成自动测试系统的一个重要组成部分。自动测试系统即是由计算机通过GPIB接口将系统中的所有程控仪器设备连接成一个有机整体。2自动测试系统的组成

3、在许多工业生产或科学研究中，往往需要可靠、精确及快速的测试手段。近些年来，随着自动测试系统的应用和发展，新型的测试仪器上都具有了GPIB接口，应用计算机，通过GPIB接口卡可以方便地把它们连接起来，组成一个自动测试系统。该系统不但可以提高测试仪器的测量精度、效率，而且还具有数据处理能力，并能用软件来取代一些硬件甚至完成硬件无法实现的功能。一般来说，一个完整的测试系统由控制器、测试仪器、测试软件以及接口总线4大部分组成，如图1所示。图1自动测试系统示意图自动测试系统中通常采用PC机作为控制器，在soNorm

4、al>3GPIB接口标准3.1标准的发展GPIB源于惠普公司于1965年提出的HPIB总线，由于其1M字节/秒的高传输速率和易用性，逐渐引起人们的重视，1975年被接受为IEEE488标准，其发展先后经历了三个阶段：第一阶段为1975年，IEEE采纳HPIB技术并形成IEEE488国际标准，正式提出了GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)的名称，该标准初步定义了接口标准电气的和机械的属性及基本功能属性，规定了数据传输的三线挂钩方式。第二阶段为1987年，IEEE488标准发展为I

5、EEE488.1，该标准着重规定了GPIB的硬件部分。同年，IEEE进一步将其发展为IEEE488.2标准，两标准清晰地定义了GPIB的机械、硬件和电气协议，增加了最小配置命令、通用数据格式、状态报告机制、错误处理机制等软件部分，从而极大地方便了可编程仪器的互连，但没有解决器件消息标准化的问题。来自不同厂商的仪器首次通过一根标准的GPIB电缆连接在一起。第三阶段为1990年后，世界著名厂商共同研究制定了用于可程控仪器的标准命令集，即SCPI（StandardmandforProgramInstrument

6、）。SCPI构建在IEEE488.2之上，用一种标准的方式来叙述各种程控仪器的功能参数、控制数据交换和状态报告等，定义了一整套仪器的命令集，兼容所有的带有SCPI的仪器，通用性、互换性和互操作性更强，从而大大减少了自动测试系统的程序设计和开发时间。此外，SCPI联盟还在不断的对该标准扩充新的命令。3.2GPIB电缆及接头GPIB电缆为两端带有插头的24芯无源屏蔽导线，接头背面带有插座，最多可以连接l5台仪器，且运行中必须有不少于2／3的仪器加电。为了保证最大信息传输速率，电缆总长度不能超过20米，各仪器间

7、平均距离不能超过两米，最大间隔不超过4米，但可利用中继器突破这一限制。仪器间连接方式有星型、总线型和混合型方式。GPIB电缆的24芯线包括l6根信号线和8根地线。信号线包括8根数据线、5根接口管理信号线和3根挂钩信号线。GPIB采用TTL负逻辑电平。3.3GPIB器件及地址每个器件都应具有“听”、“说”、“控”功能中的一种、两种或全部功能，具有控制属性的器件即控者(一般指计算机)，能规定其他器件的听或说属性，一个GPIB系统中可有多个控者，但在某一时刻，只有其中一个处于活动状态，称之为CIC(Contro

8、ller-In-Charge)，CIC利用不同地址控制讲者将数据通过接口传送给听者，听者可以同时有多个，达到一点对多点的控制和数据传输。每个设备(包括计算机接口卡)必须有一个0至30的GPIB地址。通常将GPIB接口卡地址设置为0，仪器的GPIB地址设置为1到30的某一数。GPIB系统始终有一个控者来控制总线，通过地址来定位听者，并使之将数据经由总线传递给特定地址的设备。3.4GPIB数据GPIB数据以八位并行、字节串行的异步