高玉栋[1]2007年在《基于FPGA的GPIB接口IP核的研究与设计》文中认为随着微电子技术的发展,在系统可编程(In System Programmability,ISP)技术在各个领域的应用日益广泛。Altera公司的可编程片上系统(System On aProgrammable Chip,SOPC)解决方案,使得FPGA(Field Programmable GateArray)在嵌入式系统设计领域的地位越来越重要。利用SOPC解决方案可将CPU、存储器、I/O接口、低电压差分信号(LVDS)技术、时钟-数据自动恢复(CDR)以及锁相环(PPL)等系统设计所必须的模块集成到一片可编程器件上,构成一个可编程系统。GPIB(General Purpose Interface Bus)接口是仪器专用接口,遵循的最新协议是IEEE 488.1-2003和IEC/IEEE 60488-2(2004)。GPIB接口是组建自动测试系统的桥梁。由于使用GPIB组建测试系统组建灵活、方便、规模较小、GPIB设备利用率高、可靠性好等优点,使得GPIB在测试领域有着广泛的应用。本文的工作主要由两个部分组成:第一部分是用GPIB接口专用芯片实现GPIB接口功能,在大功率晶体管特性图示仪具备RS232接口的基础上扩展GPIB接口功能。本文使用Winbond公司的W77E58单片机控制TNT4882芯片实现GPIB接口功能,串行口通过MAX232与RS232接口相连,并且使用单片机的P1.0和P1.1口通过MAX232与RS232接口的CTS和RTS相连,来控制RS232的数据流,调节GPIB与RS232的传输速率,实现RS232与GPIB协议的转换。第二部分是GPIB接口IP核的设计,通过第一部分的设计,对GPIB接口专用芯片TNT4882有了深入的研究,在此基础上,设计自己的GPIB接口IP核。本设计采用模块化设计的思想,将GPIB接口IP核分成三个模块:GPIB接口功能模块、内部寄存器模块和数据传输控制模块。GPIB接口功能采用状态机的方法来实现,GPIB接口功能由一组互相排斥而又互相联系的状态图来给定,利用它们之间的各个功能和各个状态的铰链,在设计时最终实现的是一个整体的GPIB芯片状态机。为了控制GPIB接口功能以及数据的传输,设计了25个8位寄存器,这些寄存器包括控制寄存器和状态寄存器,控制寄存器用来实现对GPIB接口功能的控制,状态寄存器用来查询GPIB接口状态和中断状态。由于设计的GPIB接口IP核与Avalon总线相连,本文根据Avalon总线的规范,设计了IP核的控制端的接口信号,还设计了两个FIFOs用来调节Avalon总线和GPIB的传输速率。本文设计的RS232-GPIB协议转换器已经成功应用于大功率晶体管特性图示仪中。设计的GPIB接口IP核也通过了ModelSim下的仿真和Quartus下的综合,达到了设计目的。
顾志强[2]2007年在《基于GPIB的自动测试系统的研究与实现》文中指出通用接口总线(GPIB)是当前广泛采用的一种组建自动测试系统的方式，它把虚拟仪器技术、计算机技术和功能强大的测试仪器整合在一起，具有测试速度快、准确度高、功能强大、可扩展性好等优点，因此在测试工作的各个领域得到了广泛的应用。本论文源于横向课题项目“接收通道幅相一致性标校控制软件”，是用于雷达接收机通道幅相一致性标校的自动测试系统。本论文分析了组建专用中小型自动测试系统的方法，讨论了测试总线与开发工具的选择，并针对“雷达接收机幅相一致性标校自动测试系统”这一具体对象进行了设计和实现。实现中选用GPIB为测试总线，VC＋＋为软件开发工具，并针对系统的可扩展性和易维护性将各类仪器设计为各个仪器抽象类，使仪器具有虚拟仪器的特征。论文还研究了自动测试的同步问题，并在实现中采用了状态查询技术。完成了各种测试模式的脚本解析。论文分析了数据处理与存储技术，系统能够将测试数据进行处理并存入Access数据库。系统具有良好的人机接口与界面设计。该系统已经在现场环境进行了测试，论文给出了系统的运行结果和测试数据，最后提出了需要进一步改进的方面。
凌敏[3]2007年在《基于GPIB技术的电子技术自动综合测试平台的设计》文中进行了进一步梳理通用接口总线(GPIB)是当前广泛采用的一种组建自动测试系统的方式，它把虚拟仪器技术、计算机技术和功能强大的测试仪器整合在一起，具有测试速度快、准确度高、功能强大和可扩展性好等优点，因此在测试工作的各个领域得到了广泛的应用。本文以教学革新为出发点，利用现有计算机资源，开发出适合教学使用的自动测试系统。本测试平台具有实验结果直观、便于组建、便于实现远程实验和教学内容现代化等特点。本文通过GPIB自动测试系统的开发，介绍了GPIB的通信原理，重点阐述了IEEE-488.2通信协议在VB环境下的实现方法，确定了该自动测试系统的组建方法和体系结构。利用GPIB总线将多台程控测试仪器与一台计算机相连，作为基于GPIB的下层网，用户在该计算机上运行测试软件，实现对测试仪器的远程控制，完成对电子技术实验的测量、数据采集、滤波和误差分析，并把各种测量数据在Access数据库中进行保存。分布式测试功能的实现，介绍了TCP/IP协议、Winsock套接字的通信原理以及网络通信方法。该计算机通过局域网与其它计算机连接，作为基于TCP/IP的上层网，可以实现网络中多个客户端对测量仪器的远程控制。此外，本系统灵活运用了智能仪器的程控命令，进行了VB和Matlab的混合编程，以及数据库数据的显示、保存和导出到EXCEL文档。最后，本文对系统的开发过程进行了总结，提出远程实验的实现方案，展望了当前自动测试系统的发展趋势，指出了开展进一步研究需要做的主要工作。
张琼[4]2006年在《基于GPIB的前置放大器测试仪硬件设计与实现》文中进行了进一步梳理虚拟仪器作为新一代测试仪器,广泛应用于民用和军用测量领域。其中GPIB(General Purpose Interface Bus)总线仪器以其良好的可靠性和高精度性使基于该总线的虚拟仪器在军事装备自动化测试领域中得到广泛的研究与应用。本课题是为中国空空导弹研究院研制的前置放大器测试仪,该测试仪采用基于GPIB总线的虚拟仪器技术,实现了对前置放大器自动增益、截止频率、交流串扰等8大项共111小项性能指标的自动测试。整个系统集成了工控机和四台电子测控设备,其中包括函数信号发生器、数字存储示波器、数字万用表和直流稳压电源等。工控机通过GPIB总线接口实现了对各个仪器的实时控制,通过数字I/O卡控制继电器来选择待测芯片的通道并协调各仪器的动作,使它们自动完成对前置放大器的各项性能指标的测试。该测试仪系统经过鉴定,证实由虚拟仪器系统组建的前置放大器测试仪优于原来利用分立元件的手工测试系统,极大地提高了国防科研单位设备的自动化程度。本文首先从需要解决的问题和研究现状出发,介绍了虚拟仪器的概念、分类、特点以及发展趋势,着重论述了基于GPIB总线的虚拟仪器系统组建。然后阐述了该测试仪的设计思想和系统的总体方案,并重点介绍了硬件平台的搭建,包括外购设备的选型和自制芯片夹具板以及采集控制板的设计。对各仪器控制模块的实现以及测试项目功能模块的实现也进行了详细的叙述,最后总结了课题研制过程中的成果,并提出了若干有待进一步研究的问题。
程江[5]2014年在《用于仪器仪表系统集成的多种通信接口转换器的研究与实现》文中指出计算机总线和自动测试技术相结合已经成为测试领域的一个重要发展方向。本课题的主要任务分析研究了相关通信接口技术，并在此基础上实现相关接口之间的转换功能。本文首先简要概述了USB、LAN、CAN和GPIB四种总线，以及介绍了四种总线的通信过程和通信原理，重点学习研究了这四种通信接口的关键技术。在对相关通信接口的认识上，构建了以S3C2440为主控芯片的硬件开发平台，搭建了嵌入式Linux系统的软件开发环境。其中，硬件设计中重点介绍了核心板和底板的设计方案，在底板的设计中依次介绍了USB、LAN、CAN和GPIB接口电路的设计和实现；在软件设计中，主要介绍了嵌入式Linux系统的开发移植、系统设备驱动的开发设计、四种接口通信程序的设计和协议转换的实现。为了简单直观的调试通信接口和测试系统功能，二次开发和搭建了上位机。最后，陈述了本课题的主要工作的完成情况，指出了应该完善的设计，展望了系统可拓展升级。本课题具有一定的现实指导意义和应用价值。
陈敏[6]2012年在《智能仪器接口的设计与实现》文中提出随着微电子技术的不断发展,推成出新的超大规模集成电路芯片将计算机技术与测量控制技术结合在一起,组成了“智能化测量控制系统”,也就是智能仪器。智能仪通常都配有通信接口。应用最广泛的就是GPIB (General Purpose Interface Bus)通用接口总线,因其连接灵活、使用方便,可将配有GPIB接口的仪器和计算机以搭积木方式互连,组成功能丰富的自动测试系统,因而被国际电工协会IEC作为标准公开推荐。本文根据任意波形发生器智能化需求,在借鉴国内外智能仪器接口开发经验的基础上,设计了基于NAT9914芯片的任意波形发生器GPIB接口。该接口是通过DDS任意波形发生器主控芯片STM32F103VET6的FSMC(可变静态存储器,Flexible Static Memory Controller方式访问并配置NAT9914的内部寄存器,实现了GPIB接口硬件上的简洁控制。本文另一研究工作是以IEEE488.2协议为基础,设计了GPIB听者、讲者等基本功能的软件,在此基础上完成了DDS任意波形发生器的SCPI(可编程仪器标准命令,Standard Commands for Programmable Instruments)命令解析程序,实现了PC主控机与DDS任意波形发生器通过GPIB接口的消息通信。论文在介绍基于DDS任意波形发生器智能接口的总体方案的基础上,给出了具体的软硬件设计。主要分为四个方面的内容：首先介绍了GPIB接口的国内外研究现状、背景、研究意义及工作原理等,在比较多种实现方法后,给出了DDS任意波形发生器GPIB接口的硬件设计方案；其次,通过对主控芯片FSMC总线配置及FPGA对接口芯片的地址映射实现了对NAT9914的软件编程及GPIB接口功能；然后,采用了二叉树链表方法实现了对任意波形发生器程控命令解析并对软件实现过程进行了详细说明,给出了部分程序的设计流程图；最后,文章还给出了LabVIEW和C#环境下的程控平台建立及控制调用方法。测试表明,程控接口模块具有良好的稳定性及数据传送能力,能满足实际应用的要求。
陈志[7]2008年在《基于IVI技术仪器仪表自动检定系统的研究》文中研究指明随着半导体技术、计算机技术、通信技术、网络技术和软件技术的飞速发展,现代仪器仪表的功能越来越强大,智能化程度和集成度也越来越高,因而高精度的仪器仪表在科学研究、工业生产得到了广泛的应用。为了让这些仪器仪表工作在合格的状态,对它们定期、快速、全面的检定,就是摆在测试工程师面前的一项紧迫任务。手工检定效率低,容易出错;而自动测试系统具有准确、快速的测量参数、直观的结果显示,自动存储测试数据等特性,采用自动测试系统实现对现代仪器仪表的程控检定将会是仪器检定的必然趋势。仪器仪表自动检定系统硬件的可互换性,以及测试代码的可重用性、可移植性一直都是仪器仪表业界研究的热点。虚拟仪器概念的出现,让自动测试系统充分利用计算机丰富的资源与最新的软件技术来实现和扩充传统测试系统的功能,使现代测试系统的性能可以有了大大的提高的同时,也降低了系统开发、维护的成本。本课题为总装专项投资建设基金项目,结合课题目标及现有资源情况确立本文研究的内容:基于可互换虚拟仪器技术的仪器仪表自动检定系统研究。首先,本文就仪器仪表以及国内外自动测试系统的发展概况进行了简略介绍。随后,研究和讨论了自动测试系统总线技术:GPIB总线和混合总线以及下一代总线技术LXI总线,为仪器仪表综合自动检定系统的硬件方案提供了理论基础。最后对可互换技术中虚拟仪器软件架构(VISA)、VPP仪器驱动器、IVI仪器驱动器等关键技术进行了详细的研究,并对自动测试系统的仪器互换性提出了可行性方案。并在自动测试系统集成技术的基础上综合运用数据库技术,以混合总线为基础,以通用PC为平台,以VISA为标准I/O软件,采用IVI技术构建了一个综合性仪器仪表自动检定系统。文章在最后对对系统各模块进行验证测试,比较好的实现了预期的可互换自动测试功能。
耿晓玲[8]2005年在《半导体激光器驱动电源的IEEE488接口方案的论证》文中提出现代测控技术要求仪器之间能够实现相互通信,实现信息的共享,从而完成对被测系统的综合分析和评估,而传统的半导体激光器驱动电源在这方面显然存在不足。为此,本文为半导体激光器驱动电源设计了一种GPIB 通信接口,通过它,计算机可以控制半导体激光器驱动电源的工作,而驱动电源也可以通过GPIB 接口将自身的工作情况传送给计算机。目前生产GPIB 接口板的主要是国外厂家,如美国德州仪器公司,国家仪器公司等,这些接口板一般价格较贵,并且自己可二次开发的可能性很小。经过对GPIB 的各方面特性的深入了解,本文在借鉴国外GPIB 接口板设计经验的基础上,提出了一种使用大规模接口芯片为半导体激光器驱动电源设计GPIB 接口板的方案,为半导体激光器驱动电源设计了六种接口功能,并且在设计GPIB 接口板的方案时注重了电路简单、适用性强的特点,软件控制完全符合IEEE488.2 接口规范。基于NAT9914APD 的GPIB 接口板的实现分为硬件设计和软件开发两大部分,本文在IEEE488.2 协议的基础上,着重介绍了软硬件的设计方案,详细叙述了GPIB 接口方案的设计过程及电路的工作原理,并进行了相关的理论论证,软件部分给出了程序设计方法和系统流程图。
陈良炜[9]2008年在《数字示波器检测技术的研究》文中指出数字示波器功能诸多、指标较高,如何依法保证其量值溯源,对保证科研生产测试数据有效性具有重要意义。这里有两个问题需要解决:一是如何根据数字示波器的特点、被测技术参数、选择检测项目、制定合适的检测方法,对数字示波器用统一的方法进行评价,使之具有横向可比性,需要进一步探索与研究;二是如何将目前对于数字示波器的检测,由复杂的人工操作提升为自动检测。论文研究的主要内容如下:探讨了数字示波器各种计量参数的检测技术,制定出相应的检定/校准实验方法,特别是对业内尚未讨论的数字取样示波器的检测方法进行了探索和研究。利用被测示波器的自动参数测量功能评定该种数字示波器性能指标的特点,利用GPIB通用接口总线等接口技术,把多台仪器组合起来成为自动检测系统,借助VB6.0数据库技术设计数字示波器的检定程序库,构建自动检测程控模块,使系统高效灵活地完成各种数字示波器的检校任务,适用、覆盖现有的带宽10MHz～2.1GHz各种型号数字示波器,适应数字示波器计量检测工作的开展。对数字示波器检测技术的探索,研讨出有一定普遍意义的分析方法。研究方向可应用于电子行业、研究机构及计量测试技术部门,确保数字示波器日常计量校准工作的准确性、一致性和可溯源性。这也为生产部门提供了技术依据,满足广大数字示波器用户的校准要求,为加强数字示波器的统一管理,使数字示波器对质量过程控制及提高产品质量出具可靠、准确的数据提供技术保障。数字示波器检测方法的探讨、自动检测系统的开发,能够解决宽带、高准确度的数字示波器原先无法检定的问题,可以改变目前数字示波器检测时间长、效率低、操作繁琐的现状,把由手动操作、运算的检测工作由计算机完成。实行自动化检测是降低检定、校准测试成本,提高工作效率和减少人为因素影响的有效途径,使示波器计量检测技术迈向了自动化,具有广泛的应用前景。本系统设计方法对于其它类似的测量系统具有借鉴价值。
笪许燕[10]2002年在《基于GPIB的自动测试系统组态软件的研究》文中研究表明自动测试系统已在众多领域得到广泛应用，它集信息获取、传输、处理为一体，成为信息技术的重要组成部分。但测试软件的发展相对缓慢，存在开发周期长，适应性差等缺点。当自动测试系统中测试项目、测试要求等发生变化时，测试人员需要重新开发测试软件，测试软件已成为自动测试系统发展的瓶颈。由于目前智能仪器大部分都带有GPIB接口，本文提出了基于GPIB的自动测试系统组态软件的方法，为基于GPIB总线的自动测试系统提供了统一的软件平台。组态软件的研究是自动测试系统应用研究的重要课题之一，具有一定的理论意义和实用价值。 论文对自动测试系统、测试系统软件的现状和发展进行了阐述，深入分析自动测试系统的结构和工作原理，提出了自动测试系统组态软件的设计思想。 在组态软件的实现过程中，根据GPIB总线的通信协议和带GPIB接口的智能仪器的工作原理，使用面向对象的程序方法，将Borland C++Builder作为开发平台，分别就基于GPIB的自动测试系统组态软件的设计思想中提出的五个组成部分进行编程，从而实现了系统配置组态，功能组态，过程组态，文件执行组态和数据库组态。论文利用LabWindows/CVI丰富的控件和强大的函数分析库的功能，研究自动测试系统中的智能仪器虚拟化技术的实现方法。实验证明该方法大大降低了软件开发工作量，扩大了基于GPIB的自动测试系统组态软件的应用领域。 为解决测试过程中的通信问题和可能出现的数据冲突问题，论文进一步讨论了GPIB系统的驱动并提出了几种同步方法。最后论文对自动测试系统组态软件的发展提出了展望
参考文献：
[1]. 基于FPGA的GPIB接口IP核的研究与设计[D]. 高玉栋. 江苏大学. 2007
[2]. 基于GPIB的自动测试系统的研究与实现[D]. 顾志强. 南京理工大学. 2007
[3]. 基于GPIB技术的电子技术自动综合测试平台的设计[D]. 凌敏. 西南交通大学. 2007
[4]. 基于GPIB的前置放大器测试仪硬件设计与实现[D]. 张琼. 华中科技大学. 2006
[5]. 用于仪器仪表系统集成的多种通信接口转换器的研究与实现[D]. 程江. 西安电子科技大学. 2014
[6]. 智能仪器接口的设计与实现[D]. 陈敏. 华中师范大学. 2012
[7]. 基于IVI技术仪器仪表自动检定系统的研究[D]. 陈志. 电子科技大学. 2008
[8]. 半导体激光器驱动电源的IEEE488接口方案的论证[D]. 耿晓玲. 吉林大学. 2005
[9]. 数字示波器检测技术的研究[D]. 陈良炜. 南昌大学. 2008
[10]. 基于GPIB的自动测试系统组态软件的研究[D]. 笪许燕. 合肥工业大学. 2002