ch7测试系统平台-文本资料课件

第七章测试系统平台1.接口技术2.智能仪器3.自动测试系统4.虚拟仪器邻捏榔各般凑惕悼缓胚赘倦连哎波影四丙瞥嫉协彭跌齿趁税骡圆瑰良勘银ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022第七章测试系统平台1.接口技术邻捏榔各般凑惕悼缓胚赘倦连哎17.1接口技术

接口技术是计算机辅助测试技术中极为重要的内容之一。测量系统内部各单元（芯片、模块、插件板、仪器和系统）之间，都要用通信线路联系。这种连接上述各单元实现数据传递和信息联络的通信线路称为总线，而各单元与总线相连的硬件部分，是与总线技术规范适配的接口电路，简称为接口。广义而言，接口总线就是两个互相连接的系统之间的共同边界。第七章测试系统平台嘶绿漳因搏竞略炮镐可淑凄德攀傍锯嗽冠陋岿馈恳翅咨旱始踌幅屉甲讶椰ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.1接口技术接口技术是计算机辅助测试技术中极2（一）接口总线的分类与特点按微机系统结构的层次区分，接口总线可以分为以下三种：（1）芯片总线：是最低一级的总线，用于实现芯片之间的连接，也常称之为元件级总线。（2）内总线：比芯片总线高一层次，用来连接各种插件板，以组成完整的微机化一起或系统，常称为板级总线。如多总线（Multibus）、STD总线，AppleI总线和IBMPC总线等。（3）外总线：比内总线高一层次，用以实现仪器或系统之间的通信，以组成一种较大的系统，因此又称为通信总线。如RS232、GPIB和Centronic总线等。7.1.1接口技术概述

第七章测试系统平台娃酋鉴东剿稗兢撬鲸逢骇闰窘舆戊场倒仙敞犊苍州显凄敷搁恭燕卞掐毕揭ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（一）接口总线的分类与特点按微机系统结构的层次区分，接3从信息位传送方式划分，总线又可分为并行总线和串行总线两类。并行总线用每位各自的导线同时并行地传递信息的所有位，速度快，但成本高，不宜远距离通信，如GPIB和Centronic总线等；串行总线把全部信息放在一条或两条导线上，一位接一位地分时串行传递，如RS232、RS422、RS423等，其速度慢，但成本低，特别适合远距离通信。并行总线和串行总线的发展第七章测试系统平台劲莫喊炯镇体袋踌痛迈强唯廓棵暖恢甘魂蓖溃镊衙浆僻社猴鄙眨谷税淆伍ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022从信息位传送方式划分，总线又可分为并行总线和串行总线4（二）接口总线的标准化接口总线标准化后，具有很强的兼容性。各种插件板测量仪器或可程控仪器的接口部分，可按标准化的接口总线的规范设计，软件也可以模块化，有利用测量系统的开发、扩充和灵活组建，便于推广应用。接口总线的标准化，还促进接口电路芯片的集成化，既简化了接口的硬件设计，又提高了可靠性。目前，除芯片总线外，各种内总线和外总线已建立了多项国际公认的总线标准。第七章测试系统平台钳倪思喂鲜苦闷图木剃铀抨墓袍细褂锭铣撒柯住必哺硼伺赏狐噎儒度萎迷ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（二）接口总线的标准化接口总线标准化后，具有很强的兼容5（二）接口总线的标准化接口总线的标准化，按不同等级兼容水平可分为以下三种：（1）对接口的输入、输出信号建立统一规范，包括输入输出信号线数量、各信号的定义、传递方式和传递速度、信号逻辑电平和波形、信号线的输入阻抗和驱动能力等，这是信号级兼容水平的标准化。（2）除了对接口的输入输出信号建立统一规范外，还对接口的命令系统也建立统一规范，包括命令的定义和功能、命令的编码格式等，这种标准化称为命令级兼容。（3）不仅命令系统兼容，而且对输入、输出数据的定义和编码格式也建立统一的规范，就是程序级兼容。第七章测试系统平台凤娜扔粟悦絮历坦外掌汝槐忿求吸秋奈康瞳汞耍捧洱剔棒甩辅杖屏国枕淫ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（二）接口总线的标准化接口总线的标准化，按不同等级兼容6当然，不论实现何种等级的兼容，接口的机械结构都应建立统一规范，包括：接插件的结构和几何尺寸、各引脚的定义和数量、插件板的结构和几何尺寸等。（三）接口总线的应答通信方式为了准确可靠地传递数据和系统之间能协调工作，接口总线的通信必须采用应答方式。应答通信的原理是通信双方在传递每一个数据的过程中，通过接口的应答线彼此确认，在实践和控制方法上相互协调。

第七章测试系统平台吸诀葡炮麻俗鼓暗狰因挥仁劈逝踊隔顿荡入逞鲸仁棵繁舰阿铸识绝孔旬瘫ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022当然，不论实现何种等级的兼容，接口的机械结构都应建立统7（三）接口总线的应答通信方式以下图的仪器与微机的通信为例，讨论应答通信原理。（1）首先，仪器用数据线把测量数据送入接口，同时用请求线送出“数据准备好”信号。（2）微机用“读输入”信号线查询对方是否给接口送出“数据准备好”信号。若有则立刻通过数据线读取数据。（3）微机读取数据后，用回答线把“输入响应”信号送入接口表示数据已经读取，通知仪器可以再送入下一个数据。若仪器已准备好下一个数据则又重复上述过程。第七章测试系统平台祈累红犬蚜拇毡脖衔搀撼詹挣亦姥舜旧又终杂荔焚檬槐哟下仇悦拥寺狰叹ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（三）接口总线的应答通信方式以下图的仪器与微机的通信为8

RS232接口总线（RS-RecommededStandard）是美国电子工业协会EIA（ElectronicsIndustriesAssociation）1969年公布的用二进制数据串行传送的一种标准接口。现在大多数微机都配置有RS232接口，用来与显示终端、打印机等外围设备通信。智能仪器和数据采集系统常用RS232接口与微机、显示器或打印机通信。7.1.2RS232标准接口总线

第七章测试系统平台妙雀彼俊于柏燃鸡殆勃藤哩吃潘绊荔然蕴含艾妖催年当矣慕霹汪坑段赠拽ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232接口总线（RS-RecommededSt9

RS232接口总线是一种信号级兼容的外总线，其主要标准如下所述：1.接口的联接器件DB-25型、DB-9标准连接器。2.信号电平和逻辑由于长距离传输必然引入干扰，而且通信双方由不同电源供电，可能造成地电平差异。因此RS232接口标准对信号电平制定了特殊规范。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台屯秘咆耘幌茶闰世悉腻棕嗽战宛诊骆弹嗽揩拒枪萝饿凄礼肯濒艾销煞咬绿ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232接口总线是一种信号级兼容的外总线，其主要标10如图8-8所示，定义用±12V标称脉冲电平实现信息传送，采用负逻辑。-5~-15V为逻辑“1”，+5~+15V为逻辑“0”。-3~+3V为过渡区，接口传送出错。噪声余量为±2V。接口中采用了电平转换器以便与TTL电平兼容。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台笨忍帆者唆典鼎郡挺哩聋谈嫡嗡芦弦小秋华媒藻挟渭皱瀑碾赡暴嚷架较纷ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022如图8-8所示，定义用±12V标称脉冲电平实现信息传送，采用113.串行通信字符格式为简化接口硬件和可靠通信，RS232严格规定了通信的字符格式，如图8-9所示，在异步通信中，使用起始位和停止位作为异步传送方式的起止标识。每个字符必须由起始位（1位低电平），用停止位（1位、1位半或2位高电平）结束，称为一帧。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台蹿援抡哇骗垛蹲酿牵域三尤淄给向秩哦碑宽湖殷赶估栅彝本壤脂滔饵巾雁ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20223.串行通信字符格式（一）RS232接口标准第七章12在起始位和停止位之间是7位数据（串行通信用ASCII字符传送）和1位奇偶校验位。奇偶校验位用来检测发送端向接收端长距离传输中字符有否出错。有时在停止位后，不会立刻紧跟下一个起始位，一直维持逻辑“1”，这些位称为空闲位。4.数据传送速率用波特率来描述数据传送的速率。其定义为每秒时间内传送串行字符的总位数，如每秒钟传送30个字符，每个字符由10位组成，则数据传送速率为300位/s，而波特率或位速率为300。RS232接口标准规定，波特率在50-19.2K之间共分为11个等级，由用户按数据通信设备的快慢选用。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台跺恩怕麻萧颁纹份撇步演谐忽馏苫胜毖较盯眯肮陪礁骄家喇陀右喳受载迪ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022在起始位和停止位之间是7位数据（串行通信用ASC13

RS232C的典型应用如图8-10所示。TXD（发送数据）线和RXD（接收数据）是一对数据传输线。应答联络线包括：RTS(请求发送)线、CTS（清除发送）线、DSR（数据设备准备好）线和DRT（数据终端准备好）线。串行数据通信分为半双工和全双工两种通信方式。发送和接收分时进行称为半双工通信方式；发送和接收同时进行称为全双工通信方式。全双工通信时，发送和接收同时进行，无需使用RTS和CTS两根线。有时通信双方随时准备数据交换，无需应答联络，可采用下页图8-11所示的最小系统。（二）RS232的通信方式第七章测试系统平台翻卓狂玄曾轰瞄墙烂俏棘竭牛充钟铬埃妹徐孝脱抠刷口烛吃拘惜峡下唯迸ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232C的典型应用如图8-10所示。TXD（14

第七章测试系统平台兔掏淮泌浦完玩仔赏惟逻畔骨仆八惯摸泳击肩就诅牺溅焦探贱乍械刽桑全ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022第七章测试系统平台兔掏淮泌浦完玩仔赏惟逻畔骨仆八惯摸泳击15

RS232C接口标准规定，两台设备直接相连的最长距离为15m。如果长距离通信，数字信号的传送速率将受到线路分布参数影响。由于电话线专门传输音频信号，适合长线通信。RS232C接口允许配用调制解调器用电话线实现长距离通信。调制解调器用来把离散的数字信号变换成连续的音频信号；而解调器则用来把音频信号复原为数字信号。调制器和解调器及其控制器一般放在一个单元里，常称为数传机，称为MODEM。第七章测试系统平台姬绘疫逛盯听绥透惭电往居岔猫巳戳因骡素粪薄导国卡命鞋玉磕惕衰动扮ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232C接口标准规定，两台设备直接相连16

为了能更快传送数据，有时采用双位传输技术。双位传输不是每位数据串行发送，而是每两位数据串行发送。二进制数字信号双位的组合可以有“00”，“01”，“10”和“11”，分别用四种初相不同的音频信号定义，即：“00”对应的音频信号初相为；“01”初相为；“10”为；“11”为。这样，采用相移键控调制（PSK）法，RS232C接口就可以实现快速通信。在高速远距离通信中，电话用声级线噪声太大，应采用价格较高的数据级传输线。下页图为RS232C接口总线远距离通信示意图。第七章测试系统平台阅错氦莆剿体笑极寥卿渠垄茅柱援尿酌筐阎兴晾仙缔七轮如平饿元奖糙撇ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022为了能更快传送数据，有时采用双位传输技术。17

由于RS232C已成为国际上广泛应用的通用接口总线，接口的主要电路已实现集成化，如通用异步接收器/发送器UAR/T(UniversalAsynchrounousReceiver/Transmitter)Intel8251、Z80SIO、MC6850（ACIA）等。第七章测试系统平台震蜕侍获拳还福宇沤昧蔫监刮真观宽乌眉原褒昏瞪棒挑感疏档什脓副旁三ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022由于RS232C已成为国际上广泛应用18

GPIB标准接口总线是命令级兼容的外总线，主要用来连接各种仪器，组建由微机控制的中小规模的自动测试系统。各种仪器只要配备了这种接口，就可以像搭积木一样，按照要求灵活组建自动测量系统。7.1.3GPIB标准接口总线

第七章测试系统平台式倚晃付埔履袄绦青系涂葱男绥又峭厄毡请悠子现吭皆谋魏敌橇仿祖咸浸ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022GPIB标准接口总线是命令级兼容的外总线，主要用来连19上图是具有GPIB标准接口总线的微机、数字化波形存储器、打印机和绘图仪，用GPIB标准接口总线连接组成的切削力合刀具振动测试系统。实际上，GPIB标准接口总线是设置在仪器内部成为仪器的一个组成部分。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台政腐烙造掀赴旁蝶动广薪睫蛔椎歇纫胳赡匠迭胡面蝗休福绍杠奋手翌漆邹ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022上图是具有GPIB标准接口总线的微机、数字化波形存储20为了叙述方便，把测试系统内的微机或各种仪器设备统称为器件。GPIB接口总线按照功能可分为器件功能和接口功能两部分。器件功能是在程序控制（远控）下，使器件实现其自身基本任务的能力，是与器件用途密切相关，并因不同器件而异的，因此不可能统一。器件功能常称为次级接口。接口功能是GPIB接口的核心，是为在系统中完成各器件之间通信联络的关键部分。这部分与器件功能无关，因此可以实现标准化。GPIB接口标准是对接口功能作出了规定。接口功能常称为初级接口。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台厢斟早甥昂埋匈抉瘟伴曼钾取惕季乐朱召猫屯窟腮房笑涪泊硕疙苛傣彬舍ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022为了叙述方便，把测试系统内的微机或各种仪器设备统称为21虽然在GPIB接口总线上组建的测试系统，按不同的测试任务，可选用的测试仪器是名目繁多。但是按它们的作用来区分，大致有以下三种：（1）讲者（Talker）指发送数据到其他器件的器件，主要指测试仪器，如数字电压表，数字多用表等。（2）听者（Listener）只接收讲者发送的数据的器件，主要指记录仪器，如数字化记录仪、打印机等。（3）控者（Contoller）是指挥接口总线上各仪器进行数据交换的器件，主要是指微机。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台殷寓疏苦扔快久兰愤平捍渝黔腑猪烈傍辰离渴赡钱亚隆疹搪祭凛庄烈鸥天ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022虽然在GPIB接口总线上组建的测试系统，按不同的测试22在测试系统中，典型的控制步骤一般是控者先以“初始化”指令宣布一次测量的开始，然后发布一系列命令和地址，任命某一仪器为讲者，某些仪器为听者，接着用程控命令或程控数据规定各仪器的工作模式。必须指出，从工作流程来看，任何一台仪器在总线上的地位是经常变换的，仪器在接口总线上究竟是讲者、听者还是控者，取决于它们某一特定时刻所处地位，但是通常可以根据一台仪器在测量系统中经常或主要扮演的角色来命名。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台绸先猾仪韩鼠社颖舜府川羔氖脊倔耘赎猖趣皖志吵试胺还牙敝獭瑟责馅财ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022在测试系统中，典型的控制步骤一般是控者先以“初始化”231.信息传输方式为了与微机兼容，八根数据线采取位并行和字节串行的双向异步传输方式。2.可连接的仪器数量最多15台，接口总线上的发送器和接收器的负载能力都是据此而设计的。3.总线的长度GPIB接口总线主要是电气干扰弱的实验室和工业测控环境设计的，总线的总长限定为20m。连接多台仪器时，可按2m乘以仪器数确定总长。常用接口电缆有0.5m、1m、2m、4m.（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试系统平台讣葛缩泡媚冯注苞哩专敝姜肠揭呆绷横茁桨拍坛堰决败滁冷甥据摘诬疲刨ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20221.信息传输方式（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试244.数据传送速度数据传送速率与所用总线长度和接口的发送器有关。通常为10000~250000字节/s，最高达1兆字节/s。5.接口逻辑电平接口总线上规定采用正电平负逻辑，即：逻辑“1”小于等于+0.8V（逻辑“真”）；逻辑“0”大于等于+2.0V（逻辑“假”）。6.接口的标准电缆连接器为了便于连接并利于缩短电缆，电缆连接器设为双面结构，一面是插头一面是插座，便于星形或串联方式组成测量系统。如25芯针形（IEC标准）和24针芯片（IEEE标准）结构。（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试系统平台坞爸筷利光吱谎思况刃砂梅貉叫绸匠妊徐欣宠辖鸯扯忙乏琐碍炮婚俭刘颐ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20224.数据传送速度（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试257.地址容量接口允许设定的单字节有效地址为听者地址和讲者地址各31个。必要时可采用双字节地址码扩展地址数量。因此，连接在接口总线上的每台仪器，可拥有两个以上地址码，总线控制器可按同一仪器的两个不同地址寻址，以指定完成对应功能。但同一时刻只允许有一个讲者，听者最多可达14个。（二）、GPIB接口的基本特性（三）、GPIB接口的总线结构

GPIB接口总线有24根线，其中16根为信号线，其余均为地线并分别与有关信号线绞合。16根信号线分为数据总线（8根）、数据字节传输控制总线（3根）和接口管理总线（5根）三组，接下来分别讨论之。第七章测试系统平台鹃描唆氓叙汤尖担被饯渡锻执膜暗锦镣量武炯禽潮来毁杉旬骑各恰衔臼辟ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.地址容量（二）、GPIB接口的基本特性（三）、GPIB261.数据总线8根数据输入/输出线（DIO1~DIO8）用来传递数据模式或命令模式两种不同信息。数据模式的信息包括数据字节、状态字节和程控指令（程控数据及程控命令）等。数据字节指从一个讲者发送给另一个或多个听者的测量数据或显示数据。状态字节是一台仪器向控者报告自己工作状态的信息。程控指令是控者向程控设备发出的控制信息。命令模式的信息指控制接口功能的专用总线命令、讲地址和听地址等。（三）、GPIB接口的总线结构第七章测试系统平台金沤陛裙咆撅锑桶变廉戮碳剂练况砚矢家库仁警筏怯栈举秋悄丹捣纵该役ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20221.数据总线（三）、GPIB接口的总线结构第七章测试系统平272.数据传递控制总线（Handshakeline）三条应答信号线用来保证数据字节的可靠传送。分别为：

DAV线（DataValid）——数据有效线。当讲者对DAV线置逻辑“真”时（低电平），向听者表示目前在数据线上的数据时有效的。反之，即使数据线上有数据也是无效的。（三）、GPIB接口的总线结构数据模式和命令模式两种信息是多位二进制数，需要多条信号线传输，常称为多线信息。据IEC625接口标准推荐，采用ASCII码传送，即我国的SI-939-75《信息处理交换用7位字符码组》，数据总线的第八条线允许做奇偶校验或处于任意状态。第七章测试系统平台梧锻敬狭逮暇颠岁蜡译件醇椿慨眺哈颊击克园逊特穷酝糯骇摩艰乞晶熊沙ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20222.数据传递控制总线（Handshakeline）（三）、28

NRFD线（NotReadyForData）——未准备好接收数据。接口总线上所有听者已做好接收数据的准备时，对NRFD线置逻辑“假”（高电平），对讲者示意可以宣布总线上的数据有效。当NRFD线低电平（逻辑“真”）时，表示接口总线上至少有一个听者未准备好接收数据，讲者将延缓宣布数据有效。

NDAC线（NotDataAccepted）——数据未收到线。当接口总线上的所有听者均已收到数据，就置NDAC为逻辑“假”，表示均已完成数据接收。只要联接在接口总线中的任意一个听者未完成数据接收，总线上的NDAC线就处于低电平（逻辑“真”）。（三）、GPIB接口的总线结构第七章测试系统平台撵玉鬼壕预卵浸茶增冷坎节貉顽蒸原认授际卷耙褂库琴眨仆本箍眉清骋浚ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022NRFD线（NotReadyForData）293.接口管理线五根接口管理线都有特定的作用，用来管理接口的工作方式。

ATN(Attention)线——注意线。用来规定数据线上信息的类型是数据模式还是命令模式。当ATN线被控制者置为逻辑“真”（低电平）时，说明控制者正在用数据总线向各仪器发送命令模式的信息，如总线命令或地址信息等；当ATN线被当前的讲者置为逻辑“假”（高电平）时，说明讲者正在使用数据总线向已寻址的听者发送数据模式的信息，如程控命令、数据字节和状态字节等。第七章测试系统平台淳羽绞挛刨损蛛拐窄絮剿唇豪担衍拖党困戌盒迁陨饶踞菠销滔踢纲掐忌慎ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20223.接口管理线第七章测试系统平台淳羽绞挛刨损蛛拐窄絮剿唇豪30

IFC线（InterfaceClear）——接口清除线。当控者短暂地置IFC线为逻辑“真”时（脉冲形式）时，接口总线上所有一起的接口功能将全部回到初始状态。

REN线（RemoteEnable）——远地可能线。在可程控仪器中，远地状态就是仪器通过接口总线接受微机（控者）的控制核操纵；本地状态就是仪器依靠面板由人员手动控制核操纵。当控者置REN线为逻辑“真”时（低电平），接口总线上的所有仪器就会进入远地可能状态，控者再对具体的某个仪器寻址，该仪器真正进入远地状态，并接受控者控制。反之，接口总线上的仪器将返回本地状态。

第七章测试系统平台页惕景尾咏几培唆炙猪殃限描掖豆矾痢迫速减黑踩匪涤葬榜骂敞昆黑颊摆ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022IFC线（InterfaceClear）—31

SQR线（ServiceRequest）——服务请求线。供控者之外的仪器使用，接口总线上任何具有服务请求功能的仪器有异常情况时，均可置SQR线为逻辑“真”（低电平），向控者提出服务请求。控者收到SQR信号后，将会自动中断正在进行的工作流程，转为处理各种异常事件。

EQI线（EndorIdentufy）——结束或识别线。EQI线与ATN线联用，有两种作用：（1）线为逻辑“假”时，讲者置EQI线为逻辑“真”,表示自己已发完一组信息。（2）当控者正要进行一次并行点名的识别操作，就同时置EQI线和ATN线为逻辑“真”。第七章测试系统平台窗醒锤改掸诺搪盲瓤晃估粟晕佰解卿忍饥邵吝罗唐或睛贫座灰捐鲁芹关笔ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022SQR线（ServiceRequest）——32科技的进步使测试对象日渐复杂，测试项目和测试范围与日俱增，测试的参数越来越多，对测试速度和测量精度的要求也不断提高，因而传统的单机单参数测试已经不适应，迫切要求测量技术不断改进与完善。如果说数字电子技术的发展使仪器形态进入了数字化仪器时代是测试仪器发展史上的第一次革命，微处理器的大量应用催生了智能仪器时代是第二次仪器革命，那么通用计算机软、硬件技术的飞速发展使仪器进入虚拟仪器时代，则被公认为是仪器领域正在进行的第三次革命。智能仪器、自动测试系统和虚拟仪器分别是仪器发展三个阶段的成果标志，想比于传统电子仪器，具有自动化、智能化、可编程化等功能，是现代计算机测试系统的主流和趋势。7.2智能仪器

第七章测试系统平台轩涌筒瞳挚疡陀恃泵肘垮听吗甜危艳悔安茬憎茸府咬裸谗梗赴脓辊阴脉进ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022科技的进步使测试对象日渐复杂，测试项目和测试范围与日337.2.1智能仪器概述

智能仪器(IntelligentInstrument)是通用仪器与微处理器相结合的新型仪器，因为能完成人的一部分智力劳动而得名，这类仪器仪表中通常含有微处理器、单片计算机或体积很小的微型机，有时亦称为内含微处理器的仪器或基于微型机的仪器，功能丰富又很小巧。第七章测试系统平台貌乾盘录陇稠恼磁俊勿想莲躇织印零够枢美汾满撇炽漆衔奶敌碘瓮必慕浪ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.2.1智能仪器概述智能仪器(Intelligen34智能仪器有如下的基本特征：（1）智能仪器可以借助于传感器和变送器，按设计要求采集电量和非电能量信号，由微处理器控制仪器的整个测量过程，有很高的自动化水平。（2）微处理器的引入使智能仪器的功能较传统仪器有了极大的提高，许多原来用硬件电路难以解决或根本无法解决的问题，可以利用软件获得解决。（3）智能仪器可以进行自动校正、非线性补偿、数字滤波等修正和克服由各种传感器、变换器、放大器等引进的误差和干扰，提高仪器的精度和其它性能指标。7.2.1智能仪器概述

第七章测试系统平台悄欠允驭寻匡父泵亢颗凝其碟寓回朝努肉淳侠撬牲唇滦拎贩裕召序锄孽味ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022智能仪器有如下的基本特征：7.2.1智能仪器概述第七35（4）智能仪器的各种接口如GPIB、RS232、LAN等能使智能仪器方便地与计算机和其他智能设备组成多功能自动测试系统。（５）智能仪器通常具有自测试和诊断的功能，能自行测试整个仪器的各种功能是否正常，自行诊断仪器内部是否存在故障并显示故障部位，提高了仪器的可靠性，简化和加快了仪器的维修工作。（６）智能仪器由于采用了微处理器，不仅可以减小仪器体积，还可以降低成本、提高仪器的可靠性。7.2.1智能仪器概述

第七章测试系统平台卜吉闪龚氓笑矩丘萌芹鲤寡贰庸割嗅似贼茁舀莲误隔沟悍陋籍训半暂慢疫ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（4）智能仪器的各种接口如GPIB、RS232、LAN等能367.2.2智能仪器的组成

智能仪器由硬件和软件两大部分组成，硬件部分包括微机系统、输入通道、输出通道、人——机对话通道及通信接口，其基本组成原理如图7.1所示：

图7.1智能仪器基本组成

第七章测试系统平台宫窥虽要葡坊陈冀梧作俱坑漆掖麓墒酣嫂募旁棵彭衷崔泌雨罪加宛俊演闪ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.2.2智能仪器的组成智能仪器由硬件和软件两大部37智能仪器硬件主要由以上各部分组成，各硬件部分模块功能如下：（1）微机系统：由单片机或微处理器配以必要的外部器件构成最小的微机系统，智能仪器越复杂，需要配接的存储器内存越大，同时需要较多的I/O接口，通常单片机扩展能力强，可以直接与外部存储器和I/O接口电路相连，构成功能较强、规模较大的微机系统。（2）输入通道：输入通道是微机系统与采集对象相连的部分。输入信号来自于传感器或变换装置，采集的对象和传感器不同，信号表现形式也不一样，有开关量信号、频率量信号、模拟量信号等，如果不能满足微机系统输入的要求，还需要形式多样的信号变换和调节电路，如放大器、滤波器、A/D转换等。7.2.2智能仪器的组成

第七章测试系统平台溢雹檀咸凳驱吨牵频甜金聊为具砸嚏筒沾墨栈腥烧焕颈郝鳞噪埃嫁观噎欺ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022智能仪器硬件主要由以上各部分组成，各硬件部分模块功能如下：738（3）输出通道：根据输出控制的不同要求，输出通道电路是多种多样的，如D/A转换电路、放大隔离电路等，输出信号有模拟量信号、开关量信号和频率量信号等。（4）人－机对话通道：智能仪器中的人－机对话是用户为了对智能仪器进行控制并及时获得智能仪器运行状态等信息所设置的通道，人－机对话通道所配置的设备主要有键盘、鼠标、打印机等。（5）通信接口：用来实现智能仪器与外部系统的联系，各种通信接口需符合通信总线规定的标准。7.2.2智能仪器的组成

第七章测试系统平台田裹擅乃皇蚌肤成筒吭畅样饿则揖棱遥烟称捧隐酵潍讶祈余汀跑熬袖萝屈ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（3）输出通道：根据输出控制的不同要求，输出通道电路是多种多397.3自动测试系统7.3.1自动测试系统概述

自动测试系统(AutomaticTestingSystem)简称ATS，有时也称为自动测试设备(AutomaticTestingEquipment)简称ATE。最早用于军事工业，因为军事部门中的许多被测对像要求快速、准确、实时、多路，需要海量测量及实时数据处理和控制。美国早在上世纪50年代就开始了自动测试系统的研究和开发工作，花费巨大。随着计算机技术及数字电子技术的飞速发展，组建自动测试系统的费用大幅下降，因而在民用工业和科研部门渐渐得到广泛应用，与自动测试技术有关的理论研究工作得到更深入的发展，成为测试领域中一个特别的分支，目前自动测试技术已是电测技术的一个重要发展方向。第七章测试系统平台袄北槽嚼上栓土鼎澄互犁竹贸灵穷炼滥率策菌轮狈继舆电升揭坪静笋分晚ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.3自动测试系统7.3.1自动测试系统概述407.3.2自动测试系统的组成

自动测试系统由硬件和软件两大部分组成，硬件包括计算机或微处理器、可程控仪器和接口系统，其基本组成原理如图7.2所示图7.2自动测试系统组成第七章测试系统平台蔡誓渝着戳邱体牛缄娠匪郁斜搀中熙械娥醒吻味引浙戚蛇牌挣哨情其诗邻ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.3.2自动测试系统的组成自动测试系统由41微机(或微处理器)是整个系统的核心，控制整个自动测试系统正常运转，并对测量数据进行一定的处理，如数值计算、变换、数据处理、误差分析等，最后将测量结果通过打印机、显示器、磁盘磁卡或指示表、数码显示等方式输出。能组成自动测试系统的仪器必须满足两个条件：一是要求是可程控的仪器，二是要带有一定的接口。7.3.2自动测试系统的组成

第七章测试系统平台青蔽柒胳岸锄酋斋热菇帜主钦海芝洼戏篮狮锄伶裤厌班咽捶迎沙太印脸腰ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022微机(或微处理器)是整个系统的核心，控制整个427.3.2自动测试系统的分类

可以从不同角度对自动测试系统进行分类，可以根据系统所用的总线和接口分类，如GPIB系统，也可根据被测对象的性质分类，如温度自动测试系统、位移自动测试系统等。最早的自动测试系统为以任务命名的专用系统，通常是针对某项具体任务设计的，采用比较简单的定时器或扫描器作为控制器，系统接口也是专用的，通用性比较差。可程控测量仪器接口总线的标准化把自动测试系统从专用推向通用，主要采用国际标准通用接口总线技术如IEEE488，利用可程序控制的仪器和测控计算机(控制器)组成自动测试系统，从而使得自动测试系统的设计、使用和组装都比较容易。第七章测试系统平台蒙堵眠劣胶业肮初咆费招无谴普珐母悠蛊培繁自在荷肥剥嘛翱秉氏位丑靖ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.3.2自动测试系统的分类可以从不同角度对自动437.4虚拟仪器7.4.1虚拟仪器概述

传统的信号调理、信号处理、显示、记录设备等都以硬件或固化的形式存在，只能由生产厂家来定义和制造，且设计生产复杂，灵活性差，在一些较为复杂和测试参数较多的情况下，使用起来极不方便。虚拟仪器VI（VirtualInstrument）使计算机软件技术和测试系统紧密地结合成一个有机整体，计算机处于核心地位，传统仪器的硬件组成部分逐步被具有信号调理与处理功能的扩展电路板或计算机软件所取代。由于虚拟仪器用软件来集成传统仪器的某些硬件乃至整个仪器硬件部分都被计算机软件代替，某种意义上，在虚拟仪器中软件就是仪器。虚拟仪器是对传统仪器概念的重大突破，是仪器领域内的一次革命，代表了现代测试技术和仪器技术的发展方向。第七章测试系统平台乌假扁狂愧穆券堪艾挪柔棺竟停增铂皋肄促揽融笼嗅狙簇狐奖骚剧归至瘴ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.4虚拟仪器7.4.1虚拟仪器概述447.4.2虚拟仪器的特点

“虚拟仪器”是借助于计算机强大的软件和硬件支持环境，建立虚拟的测控仪器面板，完成仪器的控制、数据分析和结果输出，使用鼠标或键盘操作计算机上的前面板，就像操作一台自己定义、自己设计的专用测控仪器的用户界面一样。虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集、处理、分析系统，与传统仪器相比，虚拟仪器在智能化、处理能力、性价比、可操作性等方面都具有明显的技术优势，具体表现为：第七章测试系统平台涨爹绘踩潭啤构梧拥钥瑟膝彪宦据竞竖逼粕该硼韩熔血种隅淋佯醛孕裸拨ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.4.2虚拟仪器的特点“虚拟仪器”是借助于45（1）智能化程度高，处理能力强。虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件的编制水平，用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，将仪器水平提高到一个更高智能的层次。（2）复用性强，系统费用低。应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，该测试仪器系统功能更灵活、组建系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。7.4.2虚拟仪器的特点

第七章测试系统平台壹郊鼓此籽响燕燎植筷乌绚闯咸匿灶洗箍挥淤律腕绚谤市藕交脊两筏寝栈ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（1）智能化程度高，处理能力强。虚拟仪器的处理能力和智能化程46(3)可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印，显示所需的报表或曲线，使仪器的可操作性大大提高。7.4.2虚拟仪器的特点

第七章测试系统平台甥败联瓷缄娇饮阀凤稀掇孟狱狱攫半猛候迸恼楷衷贮课传诣银袋卵吞汞蔡ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022(3)可操作性强。虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用477.4.3虚拟仪器的构成

虚拟仪器是计算机化的仪器，由计算机、模块化功能硬件和应用软件三大部分组成，虚拟仪器所用的计算机是通用的计算机，模块化功能硬件指各类功能化仪器模块，依据与计算机通信接口方式不同可分为ＤＡＱ数据采集系统、RS232接口仪器、USB接口仪器、VXI仪器、GPIB总线仪器、现场总线（Fieldbus）设备以及其它接口的设备等，应用软件将仪器的模块化功能硬件与各类计算机结合，构成虚拟仪器系统。如图7.3所示为虚拟温度测量系统。第七章测试系统平台弦雅炭彪椒搔所坯桥曳锥照竞啃胜蕉毙紊怠侮拨磊鸡灰组语伙掠腔笔沼到ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.4.3虚拟仪器的构成虚拟仪器是计算机化487.4.3虚拟仪器的构成

图7.3虚拟温度测量系统第七章测试系统平台耘安帆献权而锌航最硼段沾倍疡掷延袁迢鲍掘苯钩视毯板搂谆瞪领碟瑚然ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.4.3虚拟仪器的构成图7.3虚拟温度测量系统第七章49虚拟仪器的硬件组成

组成虚拟仪器系统的功能化模块形式各异，但功能环节基本相同，通常包括信号调理、数据采集、计算机通信几大部分，如图7.4所示。图7.4虚拟仪器系统硬件组成第七章测试系统平台观搬攘后倪叙虹畔闹迅雨炮坠路制仟贴芝模舍伦趴眉垛狠菱陈克称塘樱垣ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022虚拟仪器的硬件组成组成虚拟仪器系统的功能化模块形式50虚拟仪器的软件组成

虚拟仪器软件主要包括集成的开发环境、仪器硬件的高级接口、虚拟仪器的用户界面三个部分。从事测量工作的用户通常利用虚拟仪器开发环境编写针对测试任务的虚拟仪器软件，可以采用各种不同的软件如VisualC++、VisualBasic等，但这些语言对非专业编程人员来说，还是非常困难的，因此世界各大公司都在致力于开发便于测试工程师使用的虚拟仪器开发环境，其中NI公司LabWindows／CVI和LabVIEW、Agilent公司的VEE、Tektronix公司的Ez-Test和Tek-TNS等软件是基于图形的用户界面和开发环境，便于二次开发，其中应用最广泛的是NI公司的LabVIEW应用软件平台。第七章测试系统平台层稻舷姿辕辖勾滇撮挚瞩傲蒲脂冀惺噬洪恶蚤墅硒譬蛤孩公藏当穗魏篷钝ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022虚拟仪器的软件组成虚拟仪器软件主要包括集成的51

LabVIEW是一种图形程序设计语言，全称为LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench，中文名字是实验室虚拟仪器工程平台，采用了直观的前面板与流程图式的编程技术，LabVIEW的基本程序单位是VI（VirtualInstrument虚拟仪器），LabVIEW可以通过图形编程的方法建立一系列的VI，每个VI模块完成指定的功能，最后组成的顶层VI虚拟仪器就成为一个包含所有功能子VI的集合，LabVIEW中的各VI之间的层次调用关系如图7.6所示；虚拟仪器的软件组成第七章测试系统平台搅伸致鸥页省穿咸哗呀测卡花趁侈轨携嵌氯憎谬厚债操敖稚榜妻终捏罕冻ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022LabVIEW是一种图形程序设计语言，全称为L52图7.6虚拟仪器软件的层次结构虚拟仪器的软件组成第七章测试系统平台逐伏脑绑辐效劣诞蔽疥隧销区乎预删笑冤吱程缉龚毕溉烂译心沫狈孔猾之ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022图7.6虚拟仪器软件的层次结构虚拟仪器的软件组成第七章537.4.3虚拟仪器的应用

虚拟测试技术使用户可以自行设定测试仪器的功能、结构等，容易构建，具有很好的发展潜力，目前虚拟仪器测试技术主要由国外几家大公司引领，如美国NI公司在这方面的技术发展迅猛，国内大多采用该公司的开发环境应用于各个行业，在短短的十几年时间里涌现出一大批大专院校、科研院所、企业单位从事虚拟仪器和测试系统的研究和开发工作，在航空航天、自动化控制、电力测试系统、汽车性能检测等领域有许多应用，随着计算机技术的不断发展，虚拟仪器将会得到进一步的发展和应用。第七章测试系统平台幌鼓丧幅矿秘棋元甜糜否檬砰便桃烦椽嫌桂厦扶砾峪瓶己疑墒稚办羊拔柜ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.4.3虚拟仪器的应用虚拟测试技术使用户可54第七章测试系统平台1.接口技术2.智能仪器3.自动测试系统4.虚拟仪器邻捏榔各般凑惕悼缓胚赘倦连哎波影四丙瞥嫉协彭跌齿趁税骡圆瑰良勘银ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022第七章测试系统平台1.接口技术邻捏榔各般凑惕悼缓胚赘倦连哎557.1接口技术

接口技术是计算机辅助测试技术中极为重要的内容之一。测量系统内部各单元（芯片、模块、插件板、仪器和系统）之间，都要用通信线路联系。这种连接上述各单元实现数据传递和信息联络的通信线路称为总线，而各单元与总线相连的硬件部分，是与总线技术规范适配的接口电路，简称为接口。广义而言，接口总线就是两个互相连接的系统之间的共同边界。第七章测试系统平台嘶绿漳因搏竞略炮镐可淑凄德攀傍锯嗽冠陋岿馈恳翅咨旱始踌幅屉甲讶椰ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.1接口技术接口技术是计算机辅助测试技术中极56（一）接口总线的分类与特点按微机系统结构的层次区分，接口总线可以分为以下三种：（1）芯片总线：是最低一级的总线，用于实现芯片之间的连接，也常称之为元件级总线。（2）内总线：比芯片总线高一层次，用来连接各种插件板，以组成完整的微机化一起或系统，常称为板级总线。如多总线（Multibus）、STD总线，AppleI总线和IBMPC总线等。（3）外总线：比内总线高一层次，用以实现仪器或系统之间的通信，以组成一种较大的系统，因此又称为通信总线。如RS232、GPIB和Centronic总线等。7.1.1接口技术概述

第七章测试系统平台娃酋鉴东剿稗兢撬鲸逢骇闰窘舆戊场倒仙敞犊苍州显凄敷搁恭燕卞掐毕揭ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（一）接口总线的分类与特点按微机系统结构的层次区分，接57从信息位传送方式划分，总线又可分为并行总线和串行总线两类。并行总线用每位各自的导线同时并行地传递信息的所有位，速度快，但成本高，不宜远距离通信，如GPIB和Centronic总线等；串行总线把全部信息放在一条或两条导线上，一位接一位地分时串行传递，如RS232、RS422、RS423等，其速度慢，但成本低，特别适合远距离通信。并行总线和串行总线的发展第七章测试系统平台劲莫喊炯镇体袋踌痛迈强唯廓棵暖恢甘魂蓖溃镊衙浆僻社猴鄙眨谷税淆伍ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022从信息位传送方式划分，总线又可分为并行总线和串行总线58（二）接口总线的标准化接口总线标准化后，具有很强的兼容性。各种插件板测量仪器或可程控仪器的接口部分，可按标准化的接口总线的规范设计，软件也可以模块化，有利用测量系统的开发、扩充和灵活组建，便于推广应用。接口总线的标准化，还促进接口电路芯片的集成化，既简化了接口的硬件设计，又提高了可靠性。目前，除芯片总线外，各种内总线和外总线已建立了多项国际公认的总线标准。第七章测试系统平台钳倪思喂鲜苦闷图木剃铀抨墓袍细褂锭铣撒柯住必哺硼伺赏狐噎儒度萎迷ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（二）接口总线的标准化接口总线标准化后，具有很强的兼容59（二）接口总线的标准化接口总线的标准化，按不同等级兼容水平可分为以下三种：（1）对接口的输入、输出信号建立统一规范，包括输入输出信号线数量、各信号的定义、传递方式和传递速度、信号逻辑电平和波形、信号线的输入阻抗和驱动能力等，这是信号级兼容水平的标准化。（2）除了对接口的输入输出信号建立统一规范外，还对接口的命令系统也建立统一规范，包括命令的定义和功能、命令的编码格式等，这种标准化称为命令级兼容。（3）不仅命令系统兼容，而且对输入、输出数据的定义和编码格式也建立统一的规范，就是程序级兼容。第七章测试系统平台凤娜扔粟悦絮历坦外掌汝槐忿求吸秋奈康瞳汞耍捧洱剔棒甩辅杖屏国枕淫ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（二）接口总线的标准化接口总线的标准化，按不同等级兼容60当然，不论实现何种等级的兼容，接口的机械结构都应建立统一规范，包括：接插件的结构和几何尺寸、各引脚的定义和数量、插件板的结构和几何尺寸等。（三）接口总线的应答通信方式为了准确可靠地传递数据和系统之间能协调工作，接口总线的通信必须采用应答方式。应答通信的原理是通信双方在传递每一个数据的过程中，通过接口的应答线彼此确认，在实践和控制方法上相互协调。

第七章测试系统平台吸诀葡炮麻俗鼓暗狰因挥仁劈逝踊隔顿荡入逞鲸仁棵繁舰阿铸识绝孔旬瘫ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022当然，不论实现何种等级的兼容，接口的机械结构都应建立统61（三）接口总线的应答通信方式以下图的仪器与微机的通信为例，讨论应答通信原理。（1）首先，仪器用数据线把测量数据送入接口，同时用请求线送出“数据准备好”信号。（2）微机用“读输入”信号线查询对方是否给接口送出“数据准备好”信号。若有则立刻通过数据线读取数据。（3）微机读取数据后，用回答线把“输入响应”信号送入接口表示数据已经读取，通知仪器可以再送入下一个数据。若仪器已准备好下一个数据则又重复上述过程。第七章测试系统平台祈累红犬蚜拇毡脖衔搀撼詹挣亦姥舜旧又终杂荔焚檬槐哟下仇悦拥寺狰叹ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022（三）接口总线的应答通信方式以下图的仪器与微机的通信为62

RS232接口总线（RS-RecommededStandard）是美国电子工业协会EIA（ElectronicsIndustriesAssociation）1969年公布的用二进制数据串行传送的一种标准接口。现在大多数微机都配置有RS232接口，用来与显示终端、打印机等外围设备通信。智能仪器和数据采集系统常用RS232接口与微机、显示器或打印机通信。7.1.2RS232标准接口总线

第七章测试系统平台妙雀彼俊于柏燃鸡殆勃藤哩吃潘绊荔然蕴含艾妖催年当矣慕霹汪坑段赠拽ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232接口总线（RS-RecommededSt63

RS232接口总线是一种信号级兼容的外总线，其主要标准如下所述：1.接口的联接器件DB-25型、DB-9标准连接器。2.信号电平和逻辑由于长距离传输必然引入干扰，而且通信双方由不同电源供电，可能造成地电平差异。因此RS232接口标准对信号电平制定了特殊规范。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台屯秘咆耘幌茶闰世悉腻棕嗽战宛诊骆弹嗽揩拒枪萝饿凄礼肯濒艾销煞咬绿ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232接口总线是一种信号级兼容的外总线，其主要标64如图8-8所示，定义用±12V标称脉冲电平实现信息传送，采用负逻辑。-5~-15V为逻辑“1”，+5~+15V为逻辑“0”。-3~+3V为过渡区，接口传送出错。噪声余量为±2V。接口中采用了电平转换器以便与TTL电平兼容。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台笨忍帆者唆典鼎郡挺哩聋谈嫡嗡芦弦小秋华媒藻挟渭皱瀑碾赡暴嚷架较纷ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022如图8-8所示，定义用±12V标称脉冲电平实现信息传送，采用653.串行通信字符格式为简化接口硬件和可靠通信，RS232严格规定了通信的字符格式，如图8-9所示，在异步通信中，使用起始位和停止位作为异步传送方式的起止标识。每个字符必须由起始位（1位低电平），用停止位（1位、1位半或2位高电平）结束，称为一帧。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台蹿援抡哇骗垛蹲酿牵域三尤淄给向秩哦碑宽湖殷赶估栅彝本壤脂滔饵巾雁ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20223.串行通信字符格式（一）RS232接口标准第七章66在起始位和停止位之间是7位数据（串行通信用ASCII字符传送）和1位奇偶校验位。奇偶校验位用来检测发送端向接收端长距离传输中字符有否出错。有时在停止位后，不会立刻紧跟下一个起始位，一直维持逻辑“1”，这些位称为空闲位。4.数据传送速率用波特率来描述数据传送的速率。其定义为每秒时间内传送串行字符的总位数，如每秒钟传送30个字符，每个字符由10位组成，则数据传送速率为300位/s，而波特率或位速率为300。RS232接口标准规定，波特率在50-19.2K之间共分为11个等级，由用户按数据通信设备的快慢选用。（一）RS232接口标准第七章测试系统平台跺恩怕麻萧颁纹份撇步演谐忽馏苫胜毖较盯眯肮陪礁骄家喇陀右喳受载迪ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022在起始位和停止位之间是7位数据（串行通信用ASC67

RS232C的典型应用如图8-10所示。TXD（发送数据）线和RXD（接收数据）是一对数据传输线。应答联络线包括：RTS(请求发送)线、CTS（清除发送）线、DSR（数据设备准备好）线和DRT（数据终端准备好）线。串行数据通信分为半双工和全双工两种通信方式。发送和接收分时进行称为半双工通信方式；发送和接收同时进行称为全双工通信方式。全双工通信时，发送和接收同时进行，无需使用RTS和CTS两根线。有时通信双方随时准备数据交换，无需应答联络，可采用下页图8-11所示的最小系统。（二）RS232的通信方式第七章测试系统平台翻卓狂玄曾轰瞄墙烂俏棘竭牛充钟铬埃妹徐孝脱抠刷口烛吃拘惜峡下唯迸ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232C的典型应用如图8-10所示。TXD（68

第七章测试系统平台兔掏淮泌浦完玩仔赏惟逻畔骨仆八惯摸泳击肩就诅牺溅焦探贱乍械刽桑全ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022第七章测试系统平台兔掏淮泌浦完玩仔赏惟逻畔骨仆八惯摸泳击69

RS232C接口标准规定，两台设备直接相连的最长距离为15m。如果长距离通信，数字信号的传送速率将受到线路分布参数影响。由于电话线专门传输音频信号，适合长线通信。RS232C接口允许配用调制解调器用电话线实现长距离通信。调制解调器用来把离散的数字信号变换成连续的音频信号；而解调器则用来把音频信号复原为数字信号。调制器和解调器及其控制器一般放在一个单元里，常称为数传机，称为MODEM。第七章测试系统平台姬绘疫逛盯听绥透惭电往居岔猫巳戳因骡素粪薄导国卡命鞋玉磕惕衰动扮ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022RS232C接口标准规定，两台设备直接相连70

为了能更快传送数据，有时采用双位传输技术。双位传输不是每位数据串行发送，而是每两位数据串行发送。二进制数字信号双位的组合可以有“00”，“01”，“10”和“11”，分别用四种初相不同的音频信号定义，即：“00”对应的音频信号初相为；“01”初相为；“10”为；“11”为。这样，采用相移键控调制（PSK）法，RS232C接口就可以实现快速通信。在高速远距离通信中，电话用声级线噪声太大，应采用价格较高的数据级传输线。下页图为RS232C接口总线远距离通信示意图。第七章测试系统平台阅错氦莆剿体笑极寥卿渠垄茅柱援尿酌筐阎兴晾仙缔七轮如平饿元奖糙撇ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022为了能更快传送数据，有时采用双位传输技术。71

由于RS232C已成为国际上广泛应用的通用接口总线，接口的主要电路已实现集成化，如通用异步接收器/发送器UAR/T(UniversalAsynchrounousReceiver/Transmitter)Intel8251、Z80SIO、MC6850（ACIA）等。第七章测试系统平台震蜕侍获拳还福宇沤昧蔫监刮真观宽乌眉原褒昏瞪棒挑感疏档什脓副旁三ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022由于RS232C已成为国际上广泛应用72

GPIB标准接口总线是命令级兼容的外总线，主要用来连接各种仪器，组建由微机控制的中小规模的自动测试系统。各种仪器只要配备了这种接口，就可以像搭积木一样，按照要求灵活组建自动测量系统。7.1.3GPIB标准接口总线

第七章测试系统平台式倚晃付埔履袄绦青系涂葱男绥又峭厄毡请悠子现吭皆谋魏敌橇仿祖咸浸ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022GPIB标准接口总线是命令级兼容的外总线，主要用来连73上图是具有GPIB标准接口总线的微机、数字化波形存储器、打印机和绘图仪，用GPIB标准接口总线连接组成的切削力合刀具振动测试系统。实际上，GPIB标准接口总线是设置在仪器内部成为仪器的一个组成部分。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台政腐烙造掀赴旁蝶动广薪睫蛔椎歇纫胳赡匠迭胡面蝗休福绍杠奋手翌漆邹ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022上图是具有GPIB标准接口总线的微机、数字化波形存储74为了叙述方便，把测试系统内的微机或各种仪器设备统称为器件。GPIB接口总线按照功能可分为器件功能和接口功能两部分。器件功能是在程序控制（远控）下，使器件实现其自身基本任务的能力，是与器件用途密切相关，并因不同器件而异的，因此不可能统一。器件功能常称为次级接口。接口功能是GPIB接口的核心，是为在系统中完成各器件之间通信联络的关键部分。这部分与器件功能无关，因此可以实现标准化。GPIB接口标准是对接口功能作出了规定。接口功能常称为初级接口。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台厢斟早甥昂埋匈抉瘟伴曼钾取惕季乐朱召猫屯窟腮房笑涪泊硕疙苛傣彬舍ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022为了叙述方便，把测试系统内的微机或各种仪器设备统称为75虽然在GPIB接口总线上组建的测试系统，按不同的测试任务，可选用的测试仪器是名目繁多。但是按它们的作用来区分，大致有以下三种：（1）讲者（Talker）指发送数据到其他器件的器件，主要指测试仪器，如数字电压表，数字多用表等。（2）听者（Listener）只接收讲者发送的数据的器件，主要指记录仪器，如数字化记录仪、打印机等。（3）控者（Contoller）是指挥接口总线上各仪器进行数据交换的器件，主要是指微机。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台殷寓疏苦扔快久兰愤平捍渝黔腑猪烈傍辰离渴赡钱亚隆疹搪祭凛庄烈鸥天ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022虽然在GPIB接口总线上组建的测试系统，按不同的测试76在测试系统中，典型的控制步骤一般是控者先以“初始化”指令宣布一次测量的开始，然后发布一系列命令和地址，任命某一仪器为讲者，某些仪器为听者，接着用程控命令或程控数据规定各仪器的工作模式。必须指出，从工作流程来看，任何一台仪器在总线上的地位是经常变换的，仪器在接口总线上究竟是讲者、听者还是控者，取决于它们某一特定时刻所处地位，但是通常可以根据一台仪器在测量系统中经常或主要扮演的角色来命名。（一）、基于GPIB标准接口总线的测试系统第七章测试系统平台绸先猾仪韩鼠社颖舜府川羔氖脊倔耘赎猖趣皖志吵试胺还牙敝獭瑟责馅财ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022在测试系统中，典型的控制步骤一般是控者先以“初始化”771.信息传输方式为了与微机兼容，八根数据线采取位并行和字节串行的双向异步传输方式。2.可连接的仪器数量最多15台，接口总线上的发送器和接收器的负载能力都是据此而设计的。3.总线的长度GPIB接口总线主要是电气干扰弱的实验室和工业测控环境设计的，总线的总长限定为20m。连接多台仪器时，可按2m乘以仪器数确定总长。常用接口电缆有0.5m、1m、2m、4m.（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试系统平台讣葛缩泡媚冯注苞哩专敝姜肠揭呆绷横茁桨拍坛堰决败滁冷甥据摘诬疲刨ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20221.信息传输方式（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试784.数据传送速度数据传送速率与所用总线长度和接口的发送器有关。通常为10000~250000字节/s，最高达1兆字节/s。5.接口逻辑电平接口总线上规定采用正电平负逻辑，即：逻辑“1”小于等于+0.8V（逻辑“真”）；逻辑“0”大于等于+2.0V（逻辑“假”）。6.接口的标准电缆连接器为了便于连接并利于缩短电缆，电缆连接器设为双面结构，一面是插头一面是插座，便于星形或串联方式组成测量系统。如25芯针形（IEC标准）和24针芯片（IEEE标准）结构。（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试系统平台坞爸筷利光吱谎思况刃砂梅貉叫绸匠妊徐欣宠辖鸯扯忙乏琐碍炮婚俭刘颐ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20224.数据传送速度（二）、GPIB接口的基本特性第七章测试797.地址容量接口允许设定的单字节有效地址为听者地址和讲者地址各31个。必要时可采用双字节地址码扩展地址数量。因此，连接在接口总线上的每台仪器，可拥有两个以上地址码，总线控制器可按同一仪器的两个不同地址寻址，以指定完成对应功能。但同一时刻只允许有一个讲者，听者最多可达14个。（二）、GPIB接口的基本特性（三）、GPIB接口的总线结构

GPIB接口总线有24根线，其中16根为信号线，其余均为地线并分别与有关信号线绞合。16根信号线分为数据总线（8根）、数据字节传输控制总线（3根）和接口管理总线（5根）三组，接下来分别讨论之。第七章测试系统平台鹃描唆氓叙汤尖担被饯渡锻执膜暗锦镣量武炯禽潮来毁杉旬骑各恰衔臼辟ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20227.地址容量（二）、GPIB接口的基本特性（三）、GPIB801.数据总线8根数据输入/输出线（DIO1~DIO8）用来传递数据模式或命令模式两种不同信息。数据模式的信息包括数据字节、状态字节和程控指令（程控数据及程控命令）等。数据字节指从一个讲者发送给另一个或多个听者的测量数据或显示数据。状态字节是一台仪器向控者报告自己工作状态的信息。程控指令是控者向程控设备发出的控制信息。命令模式的信息指控制接口功能的专用总线命令、讲地址和听地址等。（三）、GPIB接口的总线结构第七章测试系统平台金沤陛裙咆撅锑桶变廉戮碳剂练况砚矢家库仁警筏怯栈举秋悄丹捣纵该役ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20221.数据总线（三）、GPIB接口的总线结构第七章测试系统平812.数据传递控制总线（Handshakeline）三条应答信号线用来保证数据字节的可靠传送。分别为：

DAV线（DataValid）——数据有效线。当讲者对DAV线置逻辑“真”时（低电平），向听者表示目前在数据线上的数据时有效的。反之，即使数据线上有数据也是无效的。（三）、GPIB接口的总线结构数据模式和命令模式两种信息是多位二进制数，需要多条信号线传输，常称为多线信息。据IEC625接口标准推荐，采用ASCII码传送，即我国的SI-939-75《信息处理交换用7位字符码组》，数据总线的第八条线允许做奇偶校验或处于任意状态。第七章测试系统平台梧锻敬狭逮暇颠岁蜡译件醇椿慨眺哈颊击克园逊特穷酝糯骇摩艰乞晶熊沙ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20222.数据传递控制总线（Handshakeline）（三）、82

NRFD线（NotReadyForData）——未准备好接收数据。接口总线上所有听者已做好接收数据的准备时，对NRFD线置逻辑“假”（高电平），对讲者示意可以宣布总线上的数据有效。当NRFD线低电平（逻辑“真”）时，表示接口总线上至少有一个听者未准备好接收数据，讲者将延缓宣布数据有效。

NDAC线（NotDataAccepted）——数据未收到线。当接口总线上的所有听者均已收到数据，就置NDAC为逻辑“假”，表示均已完成数据接收。只要联接在接口总线中的任意一个听者未完成数据接收，总线上的NDAC线就处于低电平（逻辑“真”）。（三）、GPIB接口的总线结构第七章测试系统平台撵玉鬼壕预卵浸茶增冷坎节貉顽蒸原认授际卷耙褂库琴眨仆本箍眉清骋浚ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022NRFD线（NotReadyForData）833.接口管理线五根接口管理线都有特定的作用，用来管理接口的工作方式。

ATN(Attention)线——注意线。用来规定数据线上信息的类型是数据模式还是命令模式。当ATN线被控制者置为逻辑“真”（低电平）时，说明控制者正在用数据总线向各仪器发送命令模式的信息，如总线命令或地址信息等；当ATN线被当前的讲者置为逻辑“假”（高电平）时，说明讲者正在使用数据总线向已寻址的听者发送数据模式的信息，如程控命令、数据字节和状态字节等。第七章测试系统平台淳羽绞挛刨损蛛拐窄絮剿唇豪担衍拖党困戌盒迁陨饶踞菠销滔踢纲掐忌慎ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/20223.接口管理线第七章测试系统平台淳羽绞挛刨损蛛拐窄絮剿唇豪84

IFC线（InterfaceClear）——接口清除线。当控者短暂地置IFC线为逻辑“真”时（脉冲形式）时，接口总线上所有一起的接口功能将全部回到初始状态。

REN线（RemoteEnable）——远地可能线。在可程控仪器中，远地状态就是仪器通过接口总线接受微机（控者）的控制核操纵；本地状态就是仪器依靠面板由人员手动控制核操纵。当控者置REN线为逻辑“真”时（低电平），接口总线上的所有仪器就会进入远地可能状态，控者再对具体的某个仪器寻址，该仪器真正进入远地状态，并接受控者控制。反之，接口总线上的仪器将返回本地状态。

第七章测试系统平台页惕景尾咏几培唆炙猪殃限描掖豆矾痢迫速减黑踩匪涤葬榜骂敞昆黑颊摆ch7测试系统平台ch7测试系统平台12/20/2022IFC线（InterfaceClear