InstrumentIO子模板與IO接口設(shè)備的軟件驅(qū)動學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1Instrument IO子模板與子模板與IO接口設(shè)備的軟接口設(shè)備的軟件驅(qū)動件驅(qū)動第1頁/共170頁VME誕生了VXI標(biāo)準(zhǔn)儀器總線。發(fā)展至今，由于總線類型的不同，形成了目前虛擬儀器的五種構(gòu)成方式。第2頁/共170頁生產(chǎn)的產(chǎn)品或不同體系結(jié)構(gòu)(如GPIB、VXI、標(biāo)準(zhǔn)串口、PCI、CompactPCI / PXI等)產(chǎn)品相互兼容，在相互取代時不必重新編寫驅(qū)動程序，這就帶來了VISA技術(shù)的發(fā)展。第3頁/共170頁標(biāo)準(zhǔn)串口I/O儀器設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動。對于非NI公司生產(chǎn)的上述I / O 接 口 儀 器 設(shè) 備 ， 可 用Instrument I/O子模板上提供的VISA圖標(biāo)來進(jìn)行驅(qū)動。第4頁/共17

2、0頁第5頁/共170頁第6頁/共170頁控制下完成復(fù)雜的測量。nGPIB儀器系統(tǒng)的構(gòu)成是邁向“虛擬儀器”的第一步，即利用計(jì)算機(jī)增強(qiáng)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能，組織大型柔性自動測試系統(tǒng)，技術(shù)易于升級，維護(hù)方便，儀器功能和面板自定義，開發(fā)和使用容易。第7頁/共170頁GPIB接口的儀器實(shí)現(xiàn)操作和控制，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自校準(zhǔn)、自診斷等要求，從而提高了測量精度。第8頁/共170頁示，使原來儀器采用硬件邏輯很難解決或無法解決的問題迎刃而解。第9頁/共170頁第10頁/共170頁第11頁/共170頁第12頁/共170頁線。當(dāng)NDAC =1時表示不接收數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)未接收；只有各接收設(shè)備都收到了數(shù)據(jù)時，NDAC才會為零(

3、高電平)。第13頁/共170頁n REN(Remote Enable)：遠(yuǎn)控使能。n IFC(Interface Clear)：接口清除。第14頁/共170頁第15頁/共170頁用。第16頁/共170頁第17頁/共170頁圖51 GPIB子模板第18頁/共170頁第19頁/共170頁Initialization.vin執(zhí)行上述操作后，出現(xiàn)GPIB Initialization.vi圖標(biāo)及其端口圖，如圖52(a)、(b)所示。第20頁/共170頁(a) (b) 圖52 GPIB Initialization .vi圖標(biāo)及其端口圖(a)GPIB Initialization.vi圖標(biāo)；(b) GP

4、IB Initialization.vi圖標(biāo)與其端口第21頁/共170頁nassert REN with IFC：如果該項(xiàng)為真，并且控制器是系統(tǒng)控制器時，則GPIB設(shè)備發(fā)送一個遠(yuǎn)程控制信號。nerror in：輸入端錯誤代碼。第22頁/共170頁n執(zhí)行FunctionsInstrument I/OGPIBGPIB Read.vi操作。其圖標(biāo)及其端口圖如圖53(a)、(b)所示。第23頁/共170頁圖53 GPIB Read.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) GPIB Read.vi圖標(biāo)；(b) GPIB Read.vi圖標(biāo)與其端口第24頁/共170頁第25頁/共170頁圖54 GPIB Write.v

5、i圖標(biāo)及其端口圖(a) GPIB Write.vi圖標(biāo)；(b) GPIB Write.vi圖標(biāo)與其端口第26頁/共170頁第27頁/共170頁。第28頁/共170頁第29頁/共170頁VXI的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，易于同其它總線兼容，系統(tǒng)組建靈活方便。用戶購買VXI總線產(chǎn)品之后，在組建系統(tǒng)時能真正做到“即插即用”(Plug & Play)，立竿見影。VXI的人機(jī)界面良好，接近于“傻瓜”照相機(jī)的靈活程度。第30頁/共170頁第31頁/共170頁萬小時(折合80年使用期)。第32頁/共170頁低。n VXI總線儀器模塊采用背板總線結(jié)構(gòu)，背板總線具有時鐘定時、同步與觸發(fā)等功能，因此數(shù)據(jù)傳輸速率快(40

6、Mb/s)，吞吐量大，是目前傳輸速率最快的總線系統(tǒng)。第33頁/共170頁第34頁/共170頁議，僅支持VXI總線的配置寄存器，因此不能通用。第35頁/共170頁第36頁/共170頁第37頁/共170頁第38頁/共170頁用戶可利用熟悉的GPIB技術(shù)如同控制一臺GPIB儀器一樣控制VXI系統(tǒng)，缺點(diǎn)是由于GPIB總線的數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于VXI總線，形成整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互瓶頸。第39頁/共170頁圖55 GPIB接口卡控制方案PCI-GPIB計(jì)算機(jī)GPIB-VXIVXI機(jī)箱第40頁/共170頁第41頁/共170頁第42頁/共170頁第43頁/共170頁第44頁/共170頁行系統(tǒng)中每個模塊的識別、邏

7、輯地址的分配、內(nèi)存配置，并用字符串協(xié)議建立命令者/從者之間的層次體制。第45頁/共170頁第46頁/共170頁n第47頁/共170頁適合于在各種實(shí)驗(yàn)室中建立系統(tǒng)；近年來，IEEE1394控制方式以其較高的性能價格比在VXI控制方案中迅速普及。第48頁/共170頁第49頁/共170頁圖56 VXI子模板第50頁/共170頁第51頁/共170頁第52頁/共170頁第53頁/共170頁nFunctionsInstrument I / O V X I I n i t VXILibrary.vi第54頁/共170頁圖57 Init VXILibrary.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) Init VXILibr

8、ary.vi圖標(biāo)；(b) Init VXILibrary.vi圖標(biāo)與其端口第55頁/共170頁第56頁/共170頁圖58 WSwrt.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) WSwrt.vi圖標(biāo)；(b) WSwrt.vi圖標(biāo)與其端口第57頁/共170頁第58頁/共170頁圖59 WSrd.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) WSrd.vi圖標(biāo)；(b) WSrd.vi圖標(biāo)與其端口第59頁/共170頁第60頁/共170頁第61頁/共170頁圖510 Serial子模板第62頁/共170頁第63頁/共170頁第64頁/共170頁圖511 Serial Port Init.vi圖標(biāo)及其端口圖 (a) Serial Port

9、Init.vi圖標(biāo)；(b) Serial Port Init.vi圖標(biāo)與其端口第65頁/共170頁n手信號。n2) 輸出端口參數(shù)nerror code：顯示錯誤代碼。第66頁/共170頁n字符。nerror code：顯示錯誤代碼。第67頁/共170頁圖512 Serial Port Read.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) Serial Port Read.vi圖標(biāo)；(b) Serial Port Read.vi圖標(biāo)與其端口第68頁/共170頁n碼。第69頁/共170頁圖513 Serial Port Write.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) Serial Port Write.vi圖標(biāo)；(b) Se

10、rial Port Write.vi圖標(biāo)與其端口第70頁/共170頁第71頁/共170頁型以標(biāo)準(zhǔn)的形式發(fā)布。第72頁/共170頁第73頁/共170頁圖514 VISA內(nèi)部機(jī)制 VISAVXISerialGPIB第74頁/共170頁 圖515 虛擬儀器的軟件體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用軟件儀器驅(qū)動程序I / O接口軟件應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境第75頁/共170頁第76頁/共170頁系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)接口軟件的特點(diǎn)、組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)規(guī)范，并將符合VPP規(guī)范的虛擬儀器系統(tǒng)輸入/輸出(I/O)接口軟件定義為VISA軟件。第77頁/共170頁(VISA)于應(yīng)用程序設(shè)計(jì)人員來說，一旦有了儀器驅(qū)動程序，在不是十分了解儀

11、器內(nèi)部操作過程的情況下，也可以進(jìn)行虛擬儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。儀器驅(qū)動程序是連接上層應(yīng)用軟件與底層輸入/輸出(I/O)軟件的紐帶和橋梁。第78頁/共170頁必須提供儀器驅(qū)動程序的源程序文件與動態(tài)鏈接庫(DLL)文件，第79頁/共170頁第80頁/共170頁Delphi等。第81頁/共170頁第82頁/共170頁一的。第83頁/共170頁適用于多處理器結(jié)構(gòu)或分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。第84頁/共170頁第85頁/共170頁第86頁/共170頁圖圖516 VISA 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)默認(rèn)的資源管理器(Default Reource Manager)消息基 寄存器基(Messaged-Based) (Regis

12、tered-Based)找到資源(Find Resources)打開部分(Opens Sessions)讀(Read)寫(Write)輸入(In Port)輸出(Out Port)屬性(Properties)事件(Event)讀(Reads)寫(Writes)等待(Synchronous)安裝(Asynchronous)第87頁/共170頁類型的不同體現(xiàn)在資源名稱的不同。對VISA的使用者來說，不同類型儀器的使用在形式上和方法上都是一樣的。第88頁/共170頁第89頁/共170頁圖517 VISA子模板第90頁/共170頁第91頁/共170頁第92頁/共170頁第93頁/共170頁表51 訪問

13、儀器資源的表達(dá)式儀 器 資 源表 達(dá) 式GPIBGPIB0-9*:?*INSTRVXIVXI?*INSTRGPIBVXIGPIBVXI?*INSTRGPIB and GPIB-VXIGPIB?*INSTRAll VXI?*VXI0-9*:?*INSTRSerialASRL0-9*:?*INSTRAll?*INSTR第94頁/共170頁表52 訪問內(nèi)存資源的表達(dá)式內(nèi) 存 資 源表 達(dá) 式VXIVXI?*MEMACCGPIBVXIGPIBVXI?*MEMACCAll VXI?*VXI0-9*:?*MEMACCAll?*MEMACC第95頁/共170頁第96頁/共170頁表53 資源名稱的不同表達(dá)形

14、式接 口語 法VXIVXIboard:VXI logical address:INSTRGPIBVXIGPIBVXIboard:VXI logical address:INSTRGPIBGPIBboard:primary address:secondary address:INSTRASRLASRLboard:INSTR第97頁/共170頁第98頁/共170頁第99頁/共170頁第100頁/共170頁圖518 VISA Event Handling子模板第101頁/共170頁第102頁/共170頁第103頁/共170頁圖519 High Level Register Access子模板第104

15、頁/共170頁第105頁/共170頁第106頁/共170頁第107頁/共170頁圖520 Low Level Register Access子模板第108頁/共170頁第109頁/共170頁第110頁/共170頁圖521 Interface Specific子模板 第111頁/共170頁第112頁/共170頁第113頁/共170頁第114頁/共170頁GPIBn設(shè)計(jì)好的前面板如圖522所示。第115頁/共170頁圖522 GPIB測試前面板第116頁/共170頁第117頁/共170頁圖523 VISA Open.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) VISA Open.vi圖標(biāo)；(b) VISA Open

16、.vi圖標(biāo)與其端口第118頁/共170頁nGPIBboard：GPIB接口卡的地址，在030之間設(shè)置。本例中設(shè)為0(即board為0)。第119頁/共170頁第120頁/共170頁第121頁/共170頁圖524 VISA Write.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) VISA Write.vi圖標(biāo)；(b) VISA Write.vi圖標(biāo)與其端口第122頁/共170頁第123頁/共170頁標(biāo)及其端口圖如圖525所示。n用連線工具把上述的圖標(biāo)連接起來，設(shè)計(jì)好的流程圖如圖526所示。第124頁/共170頁圖525 VISA Close.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) VISA Close.vi圖標(biāo)；(b) VIS

17、A Close.vi圖標(biāo)與其端口第125頁/共170頁圖526 GPIB萬用表測試軟件流程圖第126頁/共170頁成VXIn:m:INSTR(其中n為VXI控制器的地址號，m為VXI儀器的地址號)就可以了。所以說，用VISA編程可以提高程序的重復(fù)利用率。n第127頁/共170頁n2I/O接口設(shè)備nI / O 接 口 設(shè) 備 由 一 個keithley2000GPIB萬用表和GPIB接口卡組成。系統(tǒng)框圖如圖527所示。第128頁/共170頁計(jì)算機(jī)GPIB控制器keithley2000GPIB萬用表精密信號源圖527 由GPIB總線儀器組成的測試儀第129頁/共170頁第130頁/共170頁、第1

18、31頁/共170頁第132頁/共170頁圖528 GPIB虛擬萬用表測試儀前面板第133頁/共170頁第134頁/共170頁圖529 GPIB Write.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) GPIB Write.vi圖標(biāo)；(b) GPIB Write.vi圖標(biāo)與其端口 第135頁/共170頁。第136頁/共170頁第137頁/共170頁圖530 GPIB Read.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) GPIB Read.vi圖標(biāo)；(b) GPIB Read.vi圖標(biāo)與其端口 第138頁/共170頁第139頁/共170頁圖531 GPIB虛擬萬用表測試儀流程圖第140頁/共170頁第141頁/共170頁n本系統(tǒng)由

19、兩臺計(jì)算機(jī)和一個基于RS232的串口電纜組成。串口電纜采用三線制，連線關(guān)系如圖532所示。第142頁/共170頁RXDTXDGNDRXDTXDGND圖532 RS232通信測試儀 第143頁/共170頁第144頁/共170頁第145頁/共170頁串口通信測試系統(tǒng)串口號向端口所寫的字節(jié)數(shù)0讀寫選擇Read19600設(shè)置傳輸速率5讀寫Sample String圖533 通信測試系統(tǒng)前面板第146頁/共170頁第147頁/共170頁圖534 Serial Port Init.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) Serial Port Init.vi圖標(biāo)；(b) Serial Port Init.vi圖標(biāo)與其端口第148頁/共170頁n偶校驗(yàn)、奇校驗(yàn)等五種校驗(yàn)方式。本例中不設(shè)奇偶校驗(yàn)位。nbuffer size：設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)大小。本例取0，為默認(rèn)值。第149頁/共170頁第150頁/共170頁圖535 Serial Port Write.vi圖標(biāo)及其端口圖(a) Serial Port Write.vi圖標(biāo)；(b) Serial Port Write.vi圖標(biāo)與其端口第151頁/共170頁第1