GPIB技術(shù)在數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

鄭丹

摘要：數(shù)字電路被廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)工作中，隨著社會(huì)的發(fā)展，數(shù)字電路的復(fù)雜性不斷提升，增加了系統(tǒng)故障檢測工作難度。為了解決傳統(tǒng)數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)中存在的問題，提升系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，需要將GPIB技術(shù)融入到數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中去，做好硬件及軟件兩方面設(shè)計(jì)內(nèi)容，提升數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：GPIB技術(shù)? 數(shù)字電路? 自動(dòng)測試系統(tǒng)? 硬件? 軟件

前言

數(shù)字線路現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用于我國的各行各業(yè)中，并且取得了良好的應(yīng)用效果，提升了生產(chǎn)和生活質(zhì)量。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了信息化水平的提升，對數(shù)字電路系統(tǒng)提出了更高的要求，系統(tǒng)將變得更為復(fù)雜，應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)規(guī)劃方法及故障檢測方法，以確保數(shù)字電路的高效穩(wěn)定運(yùn)行。GPIB技術(shù)作為科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，將其應(yīng)用于數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，優(yōu)化了數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提升了數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)應(yīng)用效果及質(zhì)量。

一、GPIB技術(shù)在數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)的過程

測試項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)主要是使用計(jì)算機(jī)，使用精密及可靠的測試手段對多個(gè)測試儀器在科學(xué)領(lǐng)域及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析的過程?，F(xiàn)階段，一般會(huì)將GPIB接口設(shè)置在測試器中，并與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，以完成對自動(dòng)測試系統(tǒng)的創(chuàng)建。該項(xiàng)系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，不僅提升了數(shù)據(jù)的處理能力，有助于確保儀器測量的精度，用軟件來替代硬件使用。一般情況下，一個(gè)完整的數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)由測試器、接口總線、控制器及測試軟件及部分內(nèi)容構(gòu)成。

二、GPIB技術(shù)在數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

中線在數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中起到傳輸媒介作用，為測試設(shè)備信息與主控計(jì)算機(jī)之間信息傳輸，GPIB和PXI屬于測試系統(tǒng)中的總線技術(shù)，在測試系統(tǒng)中應(yīng)用GPIB技術(shù)有助于提升測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，具有成本低、創(chuàng)建靈活及操作簡單等優(yōu)勢。數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)由數(shù)字量I/O模塊、主控計(jì)算機(jī)、GPIB控制器構(gòu)成，數(shù)字量I/O模塊在與計(jì)算機(jī)相連接時(shí)，主要是借助USB接口來實(shí)現(xiàn)，將激勵(lì)信號(hào)提供給被測試電路。為了確保測試點(diǎn)數(shù)據(jù)及信號(hào)能夠有效輸出去，主要是使用采集數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)。

測試系統(tǒng)中所使用的測試儀器由信號(hào)源、萬用表、程控電源及示波器構(gòu)成，在實(shí)際的應(yīng)用過程中大大滿足了電路中的供電需求，在對電源進(jìn)行供電時(shí)，主要是使用±5V、±12V和±15V來完成對電源的供電，一般將供電的功率控制在30W，對提升負(fù)載及電壓的穩(wěn)定性具有重要作用。在實(shí)際的測量過程中，應(yīng)充分考慮到數(shù)字電路板中是否存在部分模擬信號(hào)序號(hào)測量，測量波形一般以數(shù)?；旌闲允静ㄆ鳛橹鳌Ｗ龊脙x器GPIB地址設(shè)置尤為重要，屬于儀器及計(jì)算機(jī)的不同標(biāo)志。需要將多塊GPIB卡安裝在系統(tǒng)中，應(yīng)明確板卡地址。為了確保計(jì)算機(jī)和儀器能夠建立連接，應(yīng)重新選擇GPIB儀器，以此來確保系統(tǒng)中儀器的GPIB地址是不同的。通常，一些高檔的儀器在進(jìn)行GOIB地址設(shè)置時(shí)，主要是使用菜單來進(jìn)行選擇設(shè)置。當(dāng)?shù)刂吩O(shè)置完成之后，確保GPIB和Lab能夠?qū)崿F(xiàn)通訊。GPIB儀器的通訊流程為：開始，儀器初始化，儀器通訊，儀器通訊包括以下兩方面內(nèi)容：第一，儀器狀態(tài)的設(shè)置，發(fā)送測量命令，開始測量。第二，讀取測量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。最后完成測量，點(diǎn)擊是，結(jié)束測量。

（二）系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）軟件功能結(jié)構(gòu)

在數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要將Lab作為軟件開發(fā)平臺(tái)，明確軟件測試需求，系統(tǒng)軟件的功能結(jié)構(gòu)由以下幾部分內(nèi)容構(gòu)成：程序初始化、系統(tǒng)自檢、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制、儀器遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和打印。在程序初始化中，應(yīng)測試儀器的GPIB地址，對測試項(xiàng)目的參考標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行測試，創(chuàng)建日志文件，對系統(tǒng)上電及數(shù)據(jù)存盤路徑進(jìn)行合理設(shè)置。在系統(tǒng)自檢中，應(yīng)檢測數(shù)字DIO卡的工作狀態(tài)，在對適配器是否能夠正確連接進(jìn)行分析時(shí)，需要以儀器組的連接狀態(tài)為依據(jù)。在開關(guān)網(wǎng)絡(luò)控制中，應(yīng)發(fā)送數(shù)字開關(guān)量控制開關(guān)，控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)通斷情況，并測試指示燈的開關(guān)。在儀器遠(yuǎn)程控制中，在對信號(hào)源、萬用表、電源進(jìn)行控制中主要是使用GPIB來進(jìn)行，將其作為系統(tǒng)供電及測試芯片，模擬測試環(huán)境，提供激勵(lì)信號(hào)，以此來確保測試過程的順利開展。在數(shù)據(jù)處理中，對標(biāo)準(zhǔn)參考值與實(shí)際測試數(shù)據(jù)值之間存在的差異進(jìn)行對比，判斷實(shí)際測試數(shù)值是否處于相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，將結(jié)果顯示在程序面板中。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和打印中，需要將整體的測試過程合理的記錄在日志文件中，在對測試結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)一般是采用報(bào)表方式來進(jìn)行。

（2）測試報(bào)表設(shè)計(jì)

虛擬儀器在實(shí)際的應(yīng)用過程中展現(xiàn)出了測量數(shù)據(jù)調(diào)度及保存功能，一般需要在Excel表格中來進(jìn)行設(shè)計(jì)軟件結(jié)果的存儲(chǔ)。Excel表格在使用之前，需要提前做好報(bào)表預(yù)先設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)任務(wù)包括數(shù)據(jù)不處理及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測量等，需要通過Excel表格對最終得到的數(shù)據(jù)及結(jié)論進(jìn)行傳輸，在表格預(yù)先設(shè)置位置中將各種數(shù)據(jù)信息寫入進(jìn)去。該種編程方案屬于一種混合形式，使程序之間的數(shù)據(jù)交流問題得以有效的解決。Windows環(huán)境進(jìn)程，在對信息進(jìn)行交流時(shí)，一般主要是使用共同協(xié)議來進(jìn)行，為了能夠滿足這一要求，一般是使用Active X來實(shí)現(xiàn)。Active X主要是指嵌入技術(shù)及對象連接，通過將兩個(gè)應(yīng)用程序組合到一起，使其能夠在同一個(gè)程序中開展工作。在對應(yīng)用程序中的方法及屬性進(jìn)行訪問時(shí)一般主要是使用Active X來實(shí)現(xiàn)。VC+Excel通信結(jié)構(gòu)模型為Active X客戶端（獲得一個(gè)存在對象，獲得并且設(shè)置對象屬性，調(diào)用對象方法），通過屬性設(shè)置，Active X服務(wù)器端定義及顯露Active X對象，通過獲取屬性，回到Active X客戶端。之后，可采用手動(dòng)方式將工作表及預(yù)制表格打開，當(dāng)以上操作完成之后，才可進(jìn)行單元格操作。

（3）功能測試模塊設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)功能測試模塊的主要目的是能夠檢測被測試電路是否能夠正常工作。若測試后結(jié)果顯示電路不正常，則說明電路存在故障。通過對功能測試模塊的構(gòu)成內(nèi)容進(jìn)行分析可知，包括電路建模、測試矢量生成、數(shù)據(jù)收集幾方面內(nèi)容構(gòu)成，其中，電路建模主要是指創(chuàng)建的專門用于測試電路板的一種模型，該種模型被廣泛應(yīng)用于大部分電路中，在特定電路中取得了良好的應(yīng)用效果。一般需要在數(shù)據(jù)庫電路模型庫中進(jìn)行模型信息存儲(chǔ)，重點(diǎn)對數(shù)字電路中的故障及測試矢量存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在數(shù)字電路測試系統(tǒng)中測試矢量生成作為其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，需要將施加何種激勵(lì)來激活各種類型的故障作為系統(tǒng)故障檢測中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

三、結(jié)論

在數(shù)字電路自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)用GPIB技術(shù)，有效的解決了NI檢測技術(shù)無法解決的問題，具有檢測成本低及操作簡單等優(yōu)勢。通過對硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行檢測，有助于確保檢測系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為數(shù)字電路向更高層次發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

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