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1、编号： 毕业设计说明书题 目：基于LabVIEW的自动测试系统 实验平台 院 （系）： 电子工程与自动化学院 专 业： 测控技术与仪器 学生姓名： 彭彪 学 号： 0600820322 指导教师： 殷贤华 职 称： 讲师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2010年5月 14日摘 要 随着科学技术的发展，对电子测量与仪器的要求越来越高。自动测试系统孕育而生，发展非常迅速。“自动测试系统课程”是测控技术与仪器专业的主干课程，自动测试系统实验包括自动测试系统软件开发和组建，这对理论学习非常重要。开发基于局域网的自动测试系统实验平台，终端共享实验设备，节约实验成本，提高
2、实验效率。 根据自动测试系统课程的实验项目的需要，在对图形化软件开发工具LabVIEW以及用VISA为底层工具开发的虚拟仪器驱动程序进行深入研究的基础上，设计了基于LabVIEW的自动测试系统实验平台。它由硬件系统和测试软件组成，硬件系统由计算机、网关、GPIB仪器、VXI机箱及仪器模块和多功能实验板组成，测试软件包括虚拟任意波形发生器、虚拟示波器、虚拟万用表以及各实验项目测试程序。多功能实验板作为测试对象，可以根据各个实验项目的不同要求灵活设置。该实验平台可以完成对交直流电压电流信号、电阻、幅值、频率、周期、相位等基本参量的测量，满足自动测试系统实验项目的要求。通过测试验证，达到了预期设计目
3、标，可以应用到自动测试系统实验当中。关键词：仪器驱动程序；虚拟仪器；实验平台AbstractWith the development of science and technology, the requirements of Electronic Measurement and Instruments is been more and more important, thus the Automatic Test System is emerged and is developing rapidly. Automatic Test System（ATS）is the main course
4、in the major of measurement&control technology and instrumentation. The experiment of ATS includes software development&formation and is of great importance to theoretical study. The ATS experimental platform is based on Local area network, which makes equipments be shared in the terminal. In additi
5、on, the ATS experimental platform also saves the experiment cost as well as improves the efficiency. To meet the needs of the experiment item of ATS，the ATS experimental platform is designed，based on the study of LabVIEW which is a kind of graphical tools and virtual instrument driver which is devel
6、oped by VISA. It consists of hardware system and test software. The hardware system includes computer, gateway, GPIB instruments, VXI box & module and multi-functional Panel. The test software consists of virtual profile generator, virtual oscilloscope, virtual multimeter and some lab tests programs
7、. As the tested objects, the multi-functional experimental board can be seted flexibly on the basis of different requirements. This platform accomplish measurements of AC or DC voltage, resistance, amplitude, frequency, cycle, phase and other basic parameters as well as experiment item. The test res
8、ults show that it achieve the expected goals and can be applied to the Automatic Test System experiment.Key words：Instrument Driver ; Virtual Instrument ; Experimental Platform目 录引言11 自动测试系统实验平台概述21.1 自动测试系统实验项目21.2 实验平台软件结构21.2.1 VISA（虚拟仪器软件结构）21.2.2 仪器驱动程序31.2.3图形化软件开发工具LabVIEW31.3 实验平台硬件工具41.4 实验
9、平台系统结构及工作原理42 自动测试系统实验平台软件开发52.1 实验平台软件开发环境的配置52.2 虚拟仪器软件开发62.2.1虚拟任意波形发生器（一）62.2.2虚拟示波器82.2.3虚拟任意波形发生器（二）92.2.4虚拟万用表102.3 实验项目测试程序开发113 多功能实验板设计134 自动测试系统实验平台集成174.1 实验平台组建174.2 实验平台调试184.3 实验平台功能验证20结论24谢辞25参考文献26附录27. 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共30页引言随着科学技术的发展，对电子测量与仪器的要求越来越高，测试项目和测试范围与日俱增，测试对象也逐
10、渐复杂，测试的参数繁多，测试速度和测量的要求不段提高，这就使得自动测试系统（ATS）的发展越来越广泛、越来越迅速。于此同时自动测试系统虚拟仪器开发环境也有很大的发展，特别是图形化开发环境LabVIEW运用越来越广泛。自VXI总线测试系统提出后，国内的很多家科研院所在这些方面做了大量卓有成效的科学研究，如航天测控、电子科技大学、哈尔滨工业大学、桂林电子科技大学等。桂林电子科技大学在VXI总线测试技术方面做了大量的工作，成功研制了基于寄存器基的VXI接口电路，以此基础上开发了扫描A/D、多功能控制、多通道数字I/O等多种通用测试功能模块，成功组建了若干套自动测试系统。并将研究成果成功地运用于自动测
11、试系统课程的实验，使得学生可以从理论到实际对本课程有整体的理解。本课题将在对图形化软件开发工具LabVIEW以及用VISA为底层工具开发的虚拟仪器驱动程序进行深入的研究的基础上，组建GPIB、VXI总线自动测试系统，编写测试软件，对每一个仪器、模块的虚拟仪器基本功能进行单项测试，以及滤波器幅频特性测试程序的调试，完成对各项参数测试后通过数据分析验证实验平台的准确性和实用性。运用LabVIEW进行自动测试系统实验平台的设计开发，提供了人性化的人机交互界面凸显自动测试系统的快捷性和优越性。通过对整个系统的组建，应用虚拟面板对智能仪器及模块化仪器进行控制以实现各个仪器的基本功能，使同学们在实验过程中
12、了解到自动测试系统的工作原理，感受到自动测试系统的优势。本实验平台能够较好的指导同学们的理论学习，可以运用到自动测试系统实验当中。1 自动测试系统实验平台概述自动测试系统简称ATS（Automatic Test System）是以计算机为核心，在程控指令的指挥下，能够自动完成某种测试任务而组合起来的测量仪器和其它设备的有机整体。自动测试系统的研究工作始于1956年美国的SETE计划，以解决美国军方在军用电子设备（如航空电子系统和导弹系统等）的维护工作问题。经过四十多年的发展，自动测试系统已经具有功能强、精度高、测量速度快、自动化程度高和良好人机界面等诸多优点。1.1 自动测试系统实验项目自动测
13、试系统课程详细介绍了VXI总线规范、VPP规范、VXI仪器硬件模块的设计、符合VPP规范的软件设计（包括仪器驱动程序、软面板、VISA库应用程序的设计）、VXI系统的组建、IEEE488.1、IEEE488.2和SCPI标准，另外还对PXI总线测试系统以及IVI规范做了介绍。自动测试系统实验要求掌握GPIB、VXI总线自动测试系统的构成和工作机制，掌握常用GPIB、VXI总线仪器模块的使用和程控命令。能够根据不同的测试对象，选择适宜的VXI、GPIB模块或仪器，组建滤波器幅频特性测试的自动测试系统，利用软件开发工具和VISA或仪器驱动器开发自动测试系统软件，对被测对象进行测试，对测试结果进行误
14、差分析和处理。1.2 实验平台软件结构 根据硬件及其相应参数的测试要求，选择合适的VXI、GPIB模块或仪器组建测试系统以后，可以选择图形化软件开发工具LabVIEW、C、C+等工具进行虚拟仪器的开发。 本实验平台是选用图形化的开发工具LabVIEW进行开发的。利用LabVIEW作为整个虚拟仪器程序的开发工具，同时要使开发环境能够正常的工作还需包括：NI-VISA 4.5NI-488.2.2.71NI-ICP 4.1Agilent IO Libraries Suite 15.0 仪器驱动程序（ag33xxx、ag546xx、hp33120a、hp34401a） 1.2.1 VISA（虚拟仪器软件结构） VISA（Virtual Instrumentation Software Architecture），即虚拟仪器软件结构，是VPP系统联盟制定的I/O接口软件标准及其相关规范的总称。VISA是随着虚拟仪器系统，特别是VXI总结技术的发展而出现的。对于驱动程序、应用程序开发而言，VISA库函数是一套可方便调用的函数，其中核心函数可以控制各种类型器件，而不用考虑器件的接口类型，VISA也可以包含部分特定接口函数。VXI用户可以用同一套函数为GPIB器件、VXI器件等各种类型器件编写软件，学习一
