《自动测试系统设计PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动测试系统设计PPT课件（79页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自动测试系统自动测试系统自动测试系统自动测试系统自动测试系统自动测试系统教材与参考书教材与参考书教材：教材：计算机自动测试计算机自动测试，张毅刚，张毅刚，哈尔滨工业大学出版社，哈尔滨工业大学出版社，20052005 9/12/2024教材与参考书教材与参考书参考书：参考书：1)自动测试系统，自动测试系统， 张毅刚，哈尔滨工业大学出版社张毅刚，哈尔滨工业大学出版社2)2)自动测试及接口技术自动测试及接口技术, ,陈长龄陈长龄, ,机械工业出版社机械工业出版社3)3)虚拟仪器技术规范与虚拟仪器技术规范与系统集成，赵会兵，清华大学出版社系统集成，赵会兵，清华大学出版社 4)自动测试系统，自动测试系统
2、， 张世箕，电子科技大学出版社张世箕，电子科技大学出版社5)电子仪器接口技术，电子仪器接口技术， 杨安禄，电子科技大学出版社杨安禄，电子科技大学出版社6)VXI总线测试平台技术，总线测试平台技术， 陈光禹，电子科技大学出版社陈光禹，电子科技大学出版社7)自动测试接口技术，张忠亭，哈尔滨工业大学校内教材自动测试接口技术，张忠亭，哈尔滨工业大学校内教材9/12/20241、课程意义、课程意义课程：自动测试系统课程：自动测试系统自动化测试与控制系自动化测试与控制系1)1)测控技术与仪器专业的专业技术课测控技术与仪器专业的专业技术课2)2)适应目前培养宽口径人才的需要适应目前培养宽口径人才的需要3)自
3、动测试系统在实际中的应用自动测试系统在实际中的应用被测对象复杂、参数多、测试速度和精度要求高被测对象复杂、参数多、测试速度和精度要求高教学内容反映学科的发展方向和最新的科研成果教学内容反映学科的发展方向和最新的科研成果9/12/2024测量参数测量参数序号序号所所测测参数参数测测量部位和量部位和测测点数点数1温度温度 12排气管道排气管道 2; 机油和冷却液机油和冷却液 4; 空气空气滤进滤进、出口、出口 2; 散散热热器器进进、出口、出口 42压压力力 6机油和冷却液机油和冷却液 2; 车车内气内气压压 1; 进进排气排气压压 2; 燃油燃油压压力力 13转转速和扭矩速和扭矩8发动发动机机输
4、输出出轴轴 1; 变变速箱速箱输输入入输输出出轴轴 3; 传动传动箱箱输输入入输输出出轴轴 1; 主主动轮轴动轮轴 2; 风风扇扇轴轴 14应应力力 应变应变17扭力扭力轴轴 6; 平衡肘平衡肘 6; 传动传动箱体箱体 1; 车车体受力部件体受力部件 45流量流量7燃油和冷却液燃油和冷却液 2; 润润滑系滑系 2; 散散热热器器进进出口出口 3表表1某坦克装甲车辆工况参数表某坦克装甲车辆工况参数表9/12/2024测量参数测量参数2续表续表1某坦克装甲车辆工况参数表某坦克装甲车辆工况参数表序号序号所所测测参数参数测测量部位和量部位和测测点数点数5流量流量7燃油和冷却液燃油和冷却液 2; 润润滑
5、系滑系 2; 散散热热器器进进出口出口 36振振动动加速度加速度26负负重重轮轴轮轴 6; 发动发动机体机体 1; 发动发动机座机座 2; 传动传动部件部件 2; 排气管排气管 1; 车车内底甲板内底甲板 6; 车车体体顶顶部部 6; 仪仪器支架器支架 27车车体姿体姿态态2 28角位移角位移6扭力扭力轴轴 69力力4操操纵纵杆力杆力 2; 制制动动踏板踏板 1; 牵牵引引钩钩 110噪声噪声 2车车内声内声级级 2; 车车内声内声谱谱 111车车速速1水上航速水上航速 19/12/2024自动测试过程中使用的课程知识自动测试过程中使用的课程知识被测被测被测被测对象对象对象对象传感传感传感传感
6、器器器器信号信号信号信号调理调理调理调理信号信号信号信号采集采集采集采集数据数据数据数据处理处理处理处理反馈反馈反馈反馈控制控制控制控制 传感技术传感技术非电量测量非电量测量电路电路基础电子技术基础电子技术高频电子线路高频电子线路自动控制自动控制电子测量原理电子测量原理单片机单片机微机原理微机原理智能仪器设计智能仪器设计信号与系统信号与系统数字信号处理数字信号处理误差理论与数据处理误差理论与数据处理计算机基础计算机基础工程软件工程软件程序设计程序设计自动测试系统自动测试系统发动机发动机导弹导弹雷达雷达汽车汽车9/12/2024自动测试系统的应用自动测试系统的应用国防：国防：1)1)导弹全弹和单
7、元测试；导弹全弹和单元测试；2)2)坦克、装甲车辆工况测试；坦克、装甲车辆工况测试；3)3)机载雷达机载雷达VXIVXI总线自动测试系统；总线自动测试系统；4)4)卫星自动测试系统卫星自动测试系统5)5) 9/12/2024自动测试系统的应用自动测试系统的应用工业：工业：1)数据采集与监控数据采集与监控2)2)机械状况监视机械状况监视3)3)过程监控过程监控4)产品测试产品测试9/12/2024工业应用工业应用机械控制机械控制机械检测机械检测数据采集数据采集与控制与控制振动监控振动监控机械状况机械状况检测检测数据记录数据记录与分析与分析人与机械人与机械接口接口(HMI)Human-Machin
8、eInterface维修维修过程监视过程监视与控制与控制电力监控电力监控9/12/2024PXI机箱机箱9/12/2024PXI模块仪器模块仪器PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器9/12/2024PXI/CompactPCI 演示系统演示系统PXI/ 演示系统演示系统9/12/2024VXI演示系统演示系统PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器9/12/2024LXI仪器仪器PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器9/12/20242、主要内容、主要内容自动测试系统的关键技术是总线接口技术和软件。自动测试系统的关键技术是总线接口技术和软件。自动测试系统概论自动测试系统
9、概论自动测试系统总线自动测试系统总线VXIVXI、PXIPXI、IEEE488 LXIIEEE488 LXIPC-DAQPC-DAQ仪器仪器: PCI: PCI、ISAISA、RS232RS232、USBUSB、13941394自动测试系统的软件自动测试系统的软件VPPVPP规范，仪器驱动程序、软面板、系统软件的设计。规范，仪器驱动程序、软面板、系统软件的设计。自动测试系统的集成自动测试系统的集成 9/12/2024目标目标: :1)掌握自动测试系统的工作原理及特点掌握自动测试系统的工作原理及特点2)了解自动测试系统核心技术了解自动测试系统核心技术（接口和总线、软件）3)掌握测试软件的编写掌握
10、测试软件的编写4)重点掌重点掌握握GPIB、VXI、PXI、LXI总线仪器的程控总线仪器的程控方法方法5)能正确选择能正确选择仪器和测量控制器，并具有组建自动测试仪器和测量控制器，并具有组建自动测试系统的能力系统的能力9/12/20243、要求与考核、要求与考核平时要求：平时要求：按时上下课按时上下课按时完成作业与实验按时完成作业与实验旷课三分之一取消成绩旷课三分之一取消成绩成绩记载：成绩记载：包括课堂出勤、随堂测试、作业、课堂实验和最后包括课堂出勤、随堂测试、作业、课堂实验和最后设计实验、实验报告设计实验、实验报告如何学好这门课如何学好这门课处理好考研与学习专业课的关系处理好考研与学习专业课
11、的关系 就业的需要就业的需要9/12/2024第第1 1章章 自动测试系统概论自动测试系统概论 第第第第1 1 1 1章章章章 自动测试系统概论自动测试系统概论自动测试系统概论自动测试系统概论1.1自动测试系统的概念自动测试系统的概念1.2虚拟仪器概念、组成及分类虚拟仪器概念、组成及分类1.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成1.4自动测试系统的发展自动测试系统的发展测量、测试与仪器：测量、测试与仪器：测量是测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。在所。在所有的自然科学和工程技术领域的一切研究活动，都离有的自然科学和工程技术领域的一切研究活动，都离
12、不开测量。不开测量。测试一般是指在生产和科学实验中的满足一定准确度要求测试一般是指在生产和科学实验中的满足一定准确度要求的实验性测量过程。测试也可是指的实验性测量过程。测试也可是指试验和测量试验和测量的全过的全过程。程。 仪器是实现测量与测试的工具，是人们获取信息的重要手仪器是实现测量与测试的工具，是人们获取信息的重要手段。段。电子测量仪器：电子测量仪器：基于某种测量技术，利用电子器件和线路基于某种测量技术，利用电子器件和线路技术组成的装置，用以测量各种电磁参量或产生供测技术组成的装置，用以测量各种电磁参量或产生供测量用的电信号。量用的电信号。1.1自动测试系统的概念自动测试系统的概念9/12
13、/2024自动测试系统自动测试系统:涉及的技术：涉及的技术：传感器技术、现代检测技术、显示技术、控制技术、传感器技术、现代检测技术、显示技术、控制技术、数字信号处理技术、计算机技术、超大规模集成电数字信号处理技术、计算机技术、超大规模集成电路技术路技术(LSI)以以计算机计算机为核心，在为核心，在程控指令程控指令下，能完成某下，能完成某种测试任务而组合起来的种测试任务而组合起来的测量仪器测量仪器和和其它设其它设备备的有机整体。简称的有机整体。简称ATS(AutomaticTestSystem)测试项目多、测试范围广、测试对象复杂、参测试项目多、测试范围广、测试对象复杂、参数种类繁多数种类繁多手
14、动测试手动测试？9/12/20241.2.1 1.2.1 虚拟仪器（虚拟仪器（Virtual InstrumentVirtual Instrument，简简写为写为VIVI）：在以计算机为核心的硬件平台上，由用在以计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义的具有虚拟面板、测试功能由测试软件实户设计定义的具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。现的一种计算机仪器系统。 虚拟仪器的实质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制虚拟仪器的实质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制面板，以多种形式输出检测结果；利用计算机软件实面板，以多种形式输出检测结果；利用计算机软件实现信号数据的运算、分析
15、和处理；利用现信号数据的运算、分析和处理；利用I/OI/O接口设备完接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机自动测试系统。的一种计算机自动测试系统。 是计算机硬件资源、仪器与测试系统硬件资源和软件资源是计算机硬件资源、仪器与测试系统硬件资源和软件资源三者的有效结合。三者的有效结合。 1.2虚拟仪器概念、组成和分类虚拟仪器概念、组成和分类9/12/2024虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器的面板是虚拟的1.2.2 1.2.2 虚拟仪器的虚拟仪器的“虚拟虚拟” ” 体现：体现：9/12/20241.2.2 1.2.2 虚拟仪器的
16、虚拟仪器的“虚拟虚拟” ” 体现体现2 2：测试功能是由软件控制硬件来实现的测试功能是由软件控制硬件来实现的 电压表SHADCDSP示波器频谱仪DACADSP脉冲发生函数发生任意波发生虚拟仪器功能示意图15.60A9/12/2024虚拟仪器组成虚拟仪器组成：通用仪器硬件平台和应用软件通用仪器硬件平台和应用软件虚拟仪器组成虚拟仪器组成计算机系统输出信号信号输入仪器硬件平台仪器硬件平台DACDSPADCMEM虚拟仪器基本要素示意图总线操作软件平台操作软件平台VXIbus、GPIB接口驱动软件仪器驱动器应用软件开发环境C、VB、LabViewLabwindows/CVI应用软件包9/12/2024虚
17、拟仪器组成虚拟仪器组成：通用仪器硬件平台和应用软件通用仪器硬件平台和应用软件 硬件平台：计算机、总线与硬件平台：计算机、总线与I/OI/O接口设备接口设备总线：连接计算机与各种程控仪器与设备的通路，完成消总线：连接计算机与各种程控仪器与设备的通路，完成消息、命令、数据的传输与交换。息、命令、数据的传输与交换。I/OI/O接口设备：完成被测信号的采集、放大、接口设备：完成被测信号的采集、放大、A/DA/D转换。当转换。当然也包括机械接插件、插槽、电缆等。然也包括机械接插件、插槽、电缆等。 虚拟仪器组成虚拟仪器组成9/12/2024根据总线的类型不同，虚拟仪器的构成方式主要有以下几根据总线的类型不
18、同，虚拟仪器的构成方式主要有以下几种类型种类型 虚拟仪器分类虚拟仪器分类计算机接口电路GPIB仪器PXI模块VXI模块串行口仪器数据采集卡被测信号PC总线GPIB总线VXI总线PXI总线串行总线RS232、USB、1394、LXILXIPCI、ISA侧重于并行总线PCIExpress9/12/20241.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成自动测试系统包括五大部分：自动测试系统包括五大部分：自动测试系统包括五大部分：自动测试系统包括五大部分： 1.1.控制器控制器：系统的指挥、控制中心。包括小型计算机、个人：系统的指挥、控制中心。包括小型计算机、个人计算机、单片机、计算机、单片机、DSPDS
19、P。2.2.程控仪器、设备程控仪器、设备：能完成一定测试或控制任务的硬件。程：能完成一定测试或控制任务的硬件。程控多用表、信号源、控制开关、伺服系统控多用表、信号源、控制开关、伺服系统9/12/20241.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成3.3.总线与接口总线与接口：连接控制器与各种程控仪器、设备的通路，：连接控制器与各种程控仪器、设备的通路，完成命令、数据的传输与交换。包括机械接插件、插槽、完成命令、数据的传输与交换。包括机械接插件、插槽、电缆等。电缆等。9/12/20241.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成4.4.测试软件测试软件：为完成测试任务而编写的各种应用软件。如测：为完
20、成测试任务而编写的各种应用软件。如测试主程序、驱动程序、测试结果打印程序、试主程序、驱动程序、测试结果打印程序、I/OI/O程序。程序。9/12/20241.3自动测试系统的组成自动测试系统的组成5.5.被测对象被测对象：如坦克、飞机、导弹、卫星、雷达、大型通讯：如坦克、飞机、导弹、卫星、雷达、大型通讯交换机、手机等，需要通过电缆、接插件等与程控仪器、交换机、手机等，需要通过电缆、接插件等与程控仪器、设备相连。设备相连。自动测试系统的概念：自动测试系统的概念：以以计算机计算机为核心，在为核心，在程程控指令控指令下，能完成某种测试任务而组合起来的下，能完成某种测试任务而组合起来的测测量仪器量仪器
21、和和其它设备其它设备的有机整体。的有机整体。自动测试系统的组成：自动测试系统的组成：控制器控制器、程控仪器及设备、总线与接程控仪器及设备、总线与接口、测试软件、被测对象口、测试软件、被测对象现代自动测试系统模型的构造要素现代自动测试系统模型的构造要素:可程控测试仪器、可程控测试仪器、测试控制机、互联标准数字接口和软件系统测试控制机、互联标准数字接口和软件系统9/12/20241.4自动测试系统的发展自动测试系统的发展开始于开始于开始于开始于1956195619561956年美国解决军方设备电子维护问题年美国解决军方设备电子维护问题年美国解决军方设备电子维护问题年美国解决军方设备电子维护问题1.
22、4.1 1.4.1 1.4.1 1.4.1 第一代自动测试系统第一代自动测试系统第一代自动测试系统第一代自动测试系统 常见的是：数据采集系统和自动分析系统常见的是：数据采集系统和自动分析系统常见的是：数据采集系统和自动分析系统常见的是：数据采集系统和自动分析系统扫描器AD打印机定时控制器：模拟信号采用了逻辑定时设计，采用了逻辑定时设计，采用了逻辑定时设计，采用了逻辑定时设计，没有解决系统中各设备间连没有解决系统中各设备间连没有解决系统中各设备间连没有解决系统中各设备间连接的接口标准问题接的接口标准问题接的接口标准问题接的接口标准问题。数据采集系统框图数据采集系统框图9/12/2024第一代自动
23、测试框图第一代自动测试框图计算机接口处理器外设外设器件1器件n器件接口1器件接口n计算机接口接口安装在一块印刷电路板上，但系统的组建者接口安装在一块印刷电路板上，但系统的组建者必须必须自行解决自行解决各个器件之间的接口和相关问题。各个器件之间的接口和相关问题。9/12/20241.4.21.4.2第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统特点：采用了标准的硬件接口。特点：采用了标准的硬件接口。特点：采用了标准的硬件接口。特点：采用了标准的硬件接口。具有代表性的是：具有代表性的是：具有代表性的是：具有代表性的是：IEEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)I
24、EEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)标准接口标准接口标准接口标准接口 CAMACCAMACCAMACCAMAC标准接口标准接口标准接口标准接口CAMAC(Computer Automated Measurement And CAMAC(Computer Automated Measurement And Control Control 计算机自动测量与控制计算机自动测量与控制) )CAMACCAMACCAMACCAMAC标准接口：标准接口：标准接口：标准接口：1969196919691969年欧洲电子学标准化委员会正式公布，年欧洲电子学标准化委员会正式公布，年欧洲电子学标准化委员
25、会正式公布，年欧洲电子学标准化委员会正式公布，1975197519751975年年年年IEEEIEEEIEEEIEEE、IECIECIECIEC接受为接受为接受为接受为IEEE583IEEE583IEEE583IEEE583、IEC516IEC516IEC516IEC516标准。标准。标准。标准。特点特点特点特点：标准化程度高、规模大、数据传输速率较高，用于宇：标准化程度高、规模大、数据传输速率较高，用于宇：标准化程度高、规模大、数据传输速率较高，用于宇：标准化程度高、规模大、数据传输速率较高，用于宇航、核工业、国防、工业自动化领域。航、核工业、国防、工业自动化领域。航、核工业、国防、工业自动
26、化领域。航、核工业、国防、工业自动化领域。缺点缺点缺点缺点：造价昂贵、总线没有专门用于仪器的触发线、屏蔽线：造价昂贵、总线没有专门用于仪器的触发线、屏蔽线：造价昂贵、总线没有专门用于仪器的触发线、屏蔽线：造价昂贵、总线没有专门用于仪器的触发线、屏蔽线等，受当时计算机水平的限制。等，受当时计算机水平的限制。等，受当时计算机水平的限制。等，受当时计算机水平的限制。9/12/20241.4.21.4.2第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统IEEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)IEEE488(GPIB)标准接口：标准接口：标准
27、接口：标准接口：HPHPHPHP公司公司公司公司1972197219721972年提出，年提出，年提出，年提出，1975197519751975、1977197719771977年分别被年分别被年分别被年分别被IEEEIEEEIEEEIEEE、IECIECIECIEC接受为接受为接受为接受为IEEE488IEEE488IEEE488IEEE488、IEC625IEC625IEC625IEC625标准。凡按标准。凡按标准。凡按标准。凡按IEEE488IEEE488IEEE488IEEE488标准接口设计的可程控标准接口设计的可程控标准接口设计的可程控标准接口设计的可程控电子测量设备，不论出自何厂
28、都可用标准总线连接电子测量设备，不论出自何厂都可用标准总线连接电子测量设备，不论出自何厂都可用标准总线连接电子测量设备，不论出自何厂都可用标准总线连接起来。起来。起来。起来。计算机接口被测对象程控电源接口程控测量系统接口IEEE488IEEE488IEEE488IEEE4889/12/20241.4.21.4.2第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统三大支柱：三大支柱：三大支柱：三大支柱： 计算机计算机计算机计算机、可程控测量仪器可程控测量仪器可程控测量仪器可程控测量仪器、IEEE488I
29、EEE488IEEE488IEEE488等标准接口总线等标准接口总线等标准接口总线等标准接口总线第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统第二代自动测试系统特点：特点：特点：特点：w w测量过程高度自动化。测量过程高度自动化。测量过程高度自动化。测量过程高度自动化。w w在很大程度上提高了测试速度和精度。在很大程度上提高了测试速度和精度。在很大程度上提高了测试速度和精度。在很大程度上提高了测试速度和精度。w w软件上用可以多次测量和统计平均方法消除系统噪声的影软件上用可以多次测量和统计平均方法消除系统噪声的影软件上用可以多次测量和统计平均方法消除系统噪声的影软件上用可以多次测量和统
30、计平均方法消除系统噪声的影响。响。响。响。w w可改变、增加或减少测试内容，并能改建、拆散和重建系可改变、增加或减少测试内容，并能改建、拆散和重建系可改变、增加或减少测试内容，并能改建、拆散和重建系可改变、增加或减少测试内容，并能改建、拆散和重建系统。统。统。统。9/12/20241.4.2PC-DAQ1.4.2PC-DAQ仪器仪器仪器仪器随着计算机的和智能仪器的普及，系统存在冗余问题。如随着计算机的和智能仪器的普及，系统存在冗余问题。如随着计算机的和智能仪器的普及，系统存在冗余问题。如随着计算机的和智能仪器的普及，系统存在冗余问题。如显示、存储器、键盘等。显示、存储器、键盘等。显示、存储器、
31、键盘等。显示、存储器、键盘等。1982198219821982年，出现了与个人计算机配合使用的智能仪器（个人年，出现了与个人计算机配合使用的智能仪器（个人年，出现了与个人计算机配合使用的智能仪器（个人年，出现了与个人计算机配合使用的智能仪器（个人仪器）。仪器）。仪器）。仪器）。1984198419841984年，出现了插卡式仪器，由个人计算机向外年，出现了插卡式仪器，由个人计算机向外年，出现了插卡式仪器，由个人计算机向外年，出现了插卡式仪器，由个人计算机向外引出扩展箱或扩展底板。引出扩展箱或扩展底板。引出扩展箱或扩展底板。引出扩展箱或扩展底板。没有解决软件标准问题。没有解决软件标准问题。没有解
32、决软件标准问题。没有解决软件标准问题。个人个人计算机计算机仪器总线接口PC仪器模块PC仪器接口PC仪器模块PC仪器接口电源PC总线9/12/20241.4.31.4.3第三代自动测试系统第三代自动测试系统第三代自动测试系统第三代自动测试系统 VXIVXIVXIbus-VMEbusVXIbus-VMEbusVXIbus-VMEbusVXIbus-VMEbus eXtensionseXtensionseXtensionseXtensions for Instrumentation for Instrumentation for Instrumentation for Instrumentation
33、VMEVMEVMEVME总线在仪器领域的扩展。总线在仪器领域的扩展。总线在仪器领域的扩展。总线在仪器领域的扩展。满足了自动测试系统向标准化、自动化、模块化、便携式方向满足了自动测试系统向标准化、自动化、模块化、便携式方向满足了自动测试系统向标准化、自动化、模块化、便携式方向满足了自动测试系统向标准化、自动化、模块化、便携式方向发展的要求。发展的要求。发展的要求。发展的要求。 VXIVXIVXIVXI总线被称为新一代仪器接口总线，标志着测量和仪器总线被称为新一代仪器接口总线，标志着测量和仪器总线被称为新一代仪器接口总线，标志着测量和仪器总线被称为新一代仪器接口总线，标志着测量和仪器系统进入一个崭
34、新的阶段。系统进入一个崭新的阶段。系统进入一个崭新的阶段。系统进入一个崭新的阶段。9/12/2024VXIVXI测试系统图测试系统图测试系统图测试系统图9/12/2024VXIVXI总线自动测试系统的特点总线自动测试系统的特点总线自动测试系统的特点总线自动测试系统的特点20202020世纪世纪世纪世纪90909090年代乃至年代乃至年代乃至年代乃至21212121世纪的新型总线，具有如下特点：世纪的新型总线，具有如下特点：世纪的新型总线，具有如下特点：世纪的新型总线，具有如下特点：1.1.1.1.测试仪器模块化。测试仪器模块化。测试仪器模块化。测试仪器模块化。2.2.2.2.32323232位
35、数据总线，数据传输速率高。位数据总线，数据传输速率高。位数据总线，数据传输速率高。位数据总线，数据传输速率高。基本基本 40MB/s, 40MB/s, 本地总线本地总线1GB/s1GB/s3.3.3.3.系统可靠性高，可维护性好。系统可靠性高，可维护性好。系统可靠性高，可维护性好。系统可靠性高，可维护性好。 MTBF(MTBF(平均无故障时间平均无故障时间) 10) 107 7小时，小时， MTTR(MTTR(平均修复时间平均修复时间) )小于小于1515分钟分钟4.4.4.4.电磁兼容性好。电磁兼容性好。电磁兼容性好。电磁兼容性好。供电、冷却、电磁屏蔽、底板信号传输供电、冷却、电磁屏蔽、底板
36、信号传输5.5.5.5.通用性强、标准化程度高通用性强、标准化程度高通用性强、标准化程度高通用性强、标准化程度高硬件标准化、软件标准化（硬件标准化、软件标准化（IEEE488.2IEEE488.2、SCPISCPI、VPPVPP规范）规范）6.6.6.6.灵活性强、兼容性好灵活性强、兼容性好灵活性强、兼容性好灵活性强、兼容性好三种三种(B,C,D)(B,C,D)机箱、四种机箱、四种(A,B,C,D)(A,B,C,D)模块、四种模块、四种(8,16,24,32)(8,16,24,32)数据传输方式数据传输方式9/12/2024PXIPXI自动测试系统自动测试系统自动测试系统自动测试系统PXI（P
37、CIeXtensionsforInstrumentation）PCIPCI总线总线在仪器领域的扩展。在仪器领域的扩展。 1997年年10月，美国月，美国NI(NationalInstruments)将将CompactPCI规范定义的规范定义的PCI总线技术拓展为适合于仪器与总线技术拓展为适合于仪器与测试领域的总线规范，从而形成了新的虚拟仪器体系结构。测试领域的总线规范，从而形成了新的虚拟仪器体系结构。CompactPCI是将是将PCI电气规范与耐用的欧洲卡机械封装和高性能连接器相电气规范与耐用的欧洲卡机械封装和高性能连接器相结合的产物，这种结合使得结合的产物，这种结合使得CompactPCI系
38、统可以拥有多达系统可以拥有多达7个外设插槽，个外设插槽，而不是普通而不是普通PC机的机的4个插槽，而且还可通过采用个插槽，而且还可通过采用PCIPCI桥接器向用户提桥接器向用户提供更多的扩展槽。为满足仪器测试的要求，供更多的扩展槽。为满足仪器测试的要求，PXI规范在享有规范在享有CompactPCI的的这些优点的同时，还提供了触发总线、局部总线、系统时钟等资源，并且这些优点的同时，还提供了触发总线、局部总线、系统时钟等资源，并且做到了做到了PXI产品与产品与CompactPCI产品的的双向互换。产品的的双向互换。9/12/2024PXIPXI测试系统图测试系统图测试系统图测试系统图9/12/2
39、024网络化仪器与测试网络化仪器与测试网络化仪器与测试网络化仪器与测试远远程程测试测试的要求的要求，仪器用户之间异地交换测试信息，厂商能直，仪器用户之间异地交换测试信息，厂商能直接与异地用户进行交流，能及时完成如仪器故障诊断、指导用接与异地用户进行交流，能及时完成如仪器故障诊断、指导用户维修或交换新仪器改进的数据、软件升级等工作。户维修或交换新仪器改进的数据、软件升级等工作。 使用网络化仪器，人们从任何地点、在任意时间获取到测量信使用网络化仪器，人们从任何地点、在任意时间获取到测量信息（或数据）的愿望将成为现实，它与传统的仪器、测量、测息（或数据）的愿望将成为现实，它与传统的仪器、测量、测试相
40、比是一个质的飞跃。试相比是一个质的飞跃。9/12/2024网络化仪器与测试网络化仪器与测试网络化仪器与测试网络化仪器与测试EthernetInternet网络GPIB-ENET/100GPIB总线仪器1仪器nGPIB-ENET/100仪器1仪器nPC工作站EthernetEthernetIntranet应用GPIB总线9/12/2024LXILXI2005年9月23LXI标准文本1.0版9/12/2024自动测试系统的发展历史自动测试系统的发展历史自动测试系统的发展历史自动测试系统的发展历史9/12/2024自动测试系统的发展方向自动测试系统的发展方向w新的总线技术的应用新的总线技术的应用 总
41、线是连接计算机与程控仪器的纽带，直接影响测试系统的总体水平 PCIExpress-PXIExpressw模块化、集成化是硬件发展的主要潮流模块化、集成化是硬件发展的主要潮流 使测试系统组建方便灵活、统体积减少、速度提高。 w软件技术软件技术 软件标准化问题，编制符合标准的自动测试应用软件。软件就是仪器软件就是仪器w网络化仪器及测试系统网络化仪器及测试系统 测试数据共享，将虚拟仪器接入网络，以实现对现场监控和管理。 其它方向：内装自测试（其它方向：内装自测试（其它方向：内装自测试（其它方向：内装自测试（BISTBIST或或或或BIT)BIT)，将测量工具嵌入被测对象中的技术。将测量工具嵌入被测对
42、象中的技术。分分ICIC级、板级、单元级、整机级、系统级。突出优点是对象具有自检级、板级、单元级、整机级、系统级。突出优点是对象具有自检测功能。测功能。9/12/2024学好本课程的关键学好本课程的关键关键要了解、熟知各种有关的总线标准和规范，掌握关键要了解、熟知各种有关的总线标准和规范，掌握总线总线的的共性各自特点。共性各自特点。软件规范软件规范VPPVPP规范规范IEEE488.2IEEE488.2标准标准SCPISCPI标准标准总线标准总线标准VXIVXI总线标准总线标准PXIPXI总线标准总线标准LXILXI总线标准总线标准GPIB(IEEE488)GPIB(IEEE488)总线标准总
43、线标准PCPC总线总线学会编写测试软件控制各种总线仪器组成测试系统。学会编写测试软件控制各种总线仪器组成测试系统。9/12/2024复习复习自动测试系统的概念：自动测试系统的概念：以以计算机计算机为核心，在为核心，在程控程控指令指令下，能完成某种测试任务而组合起来的下，能完成某种测试任务而组合起来的测量测量仪器仪器和和其它设备其它设备的有机整体。的有机整体。9/12/2024复习复习自动测试系统的组成：自动测试系统的组成：控制器控制器、程控仪器及设备、总线与接程控仪器及设备、总线与接口、测试软件、口、测试软件、被测对象被测对象器件功能区接口功能区器件功能区接口功能区器件功能区接口功能区接口功能
44、区计算机本体区测试应用软件测试编程语言操作系统仪器本体程控设备1程控设备2程控设备n数字总线控制器测试软件总线接口9/12/2024虚拟仪器（虚拟仪器（Virtual InstrumentVirtual Instrument，简写为简写为VIVI）：在以计算机为核心的硬件平台上，由用户设计在以计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义的具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一定义的具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。种计算机仪器系统。 虚拟的体现：虚拟的体现：虚拟仪器的面板是虚拟的。虚拟仪器的面板是虚拟的。测试功能是由软件控制硬件来实现的测试功能是由软件控制硬件来实现的虚拟
45、仪器组成虚拟仪器组成：通用仪器硬件平台和应用软件：通用仪器硬件平台和应用软件复习：虚拟仪器概念、组成和分类复习：虚拟仪器概念、组成和分类9/12/2024复习：自动测试系统的发展史复习：自动测试系统的发展史复习：自动测试系统的发展史复习：自动测试系统的发展史主要经历了四代：主要经历了四代：主要经历了四代：主要经历了四代：1.1.1.1.第一代第一代第一代第一代自动测试系统自动测试系统自动测试系统自动测试系统 仪器互连方式自定义仪器互连方式自定义2. 2.第二代自动测试系统（第二代自动测试系统（第二代自动测试系统（第二代自动测试系统（GPIBGPIB、CAMACCAMAC）采用了解决标准的硬件接
46、口采用了解决标准的硬件接口3.3.3.3.第三代第三代第三代第三代自动测试系统（自动测试系统（自动测试系统（自动测试系统（VXIVXI、PXIPXI） 标准的硬件接口和软件接口标准的硬件接口和软件接口4.4.4.4.第四代第四代第四代第四代自动测试系统（自动测试系统（自动测试系统（自动测试系统（LXILXI）网络化测试系统网络化测试系统9/12/2024第第2 2章章 虚拟仪器软件开发平台虚拟仪器软件开发平台2.1软件开发平台概述软件开发平台概述2.2专用开发平台简介专用开发平台简介虚拟仪器系统的一大核心技术是软件技术，系统性能的优虚拟仪器系统的一大核心技术是软件技术，系统性能的优劣很大程度上
47、取决于软件的设计。劣很大程度上取决于软件的设计。 虚拟仪器软件开发平台主要有两大类：虚拟仪器软件开发平台主要有两大类： (1)(1)通用软件开发平台通用软件开发平台各种版本的C/C+（包括Visual C+、Borland C+ Builder等），Visual Basic，Delphi，Java等。(2)(2)专用的虚拟仪器软件开发平台专用的虚拟仪器软件开发平台美国NI公司的LabWindows/CVI、LabVIEW和Agilent公司的VEE。LabWindows/CVI属于可视化的文本型开发平台LabVIEW 与Agilent VEE属于图形化的软件开发平台。2.1软件开发平台概述软件
48、开发平台概述9/12/2024一、一、LabWindowsLabWindows/CVI/CVI软件开发平台软件开发平台CVICVI（C for Virtual InstrumentationC for Virtual Instrumentation）“用于虚拟仪用于虚拟仪器的器的C C语言语言” ” 将源代码编辑、将源代码编辑、3232位位ANSI CANSI C编辑、链接、调试以及标准编辑、链接、调试以及标准ANSI CANSI C库等集库等集成在一个交互式开发环境中，用户可以快速方便地编写、调试和成在一个交互式开发环境中，用户可以快速方便地编写、调试和修改应用程序，形成可执行文件在修改应用
49、程序，形成可执行文件在WindowsWindows等操作系统中运行。等操作系统中运行。尤尤其适合于粗通其适合于粗通C C语言但没有语言但没有WindowsWindows底层底层编程经验的测控软件开发编程经验的测控软件开发人员使用人员使用。主要适用于各种测试、控制、故障分析及信息处理软件的开发，既适主要适用于各种测试、控制、故障分析及信息处理软件的开发，既适用于一般的测控软件开发，也适用于大型、复杂的测试软件的开用于一般的测控软件开发，也适用于大型、复杂的测试软件的开发。发。2.2专用开发平台简介专用开发平台简介9/12/2024LabWindowsLabWindows/CVI/CVI的函数库的
50、函数库数据采集数据采集数据分析数据分析数据表示数据表示用户界面库用户界面库网络和进程通信网络和进程通信标准标准C函数库函数库函数库函数库IEEE488.1/IEEE488.2库库VISA库库VXI库库数据采集库数据采集库EasyI/OforDAQ库库格式化和格式化和I/O库库分析库分析库/高级分析库高级分析库动态数据交换动态数据交换(DDE)库库传输控制协议传输控制协议(TCP)库库ActiveX库库DataSocket库库仪器库仪器库9/12/2024LabVIEWLabVIEW ( (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，即
51、实验室虚拟仪器工程平即实验室虚拟仪器工程平台台) ) 是美国是美国NINI公司推出的一种高效的图形化软件开发公司推出的一种高效的图形化软件开发平台。平台。 LabVIEWLabVIEW的特点的特点（1 1）图形化的仪器）图形化的仪器编程环境编程环境使使用用图图形形化化的的符符号号而而不不是是使使用用文文本本式式的的语语言言来来描描述述程程序序的的行行为为。提提供供了了测测试试、测测量量和和过过程程控控制制领领域域使使用用的的大大量量显显示示和和控控制制对对象象，如如表表头头、旋旋钮钮、图图表表等等，用用户户可可以以采采用用画画流流程程图图式式的的编编程程方方法法简简单单迅迅速地编写程序。速地编
52、写程序。（2 2）高效的程序编译器）高效的程序编译器采采用用编编译译方方式式运运行行3232位位应应用用程程序序，执执行行速速度度与与C C语语言言不不相相上上下下。LabVIEWLabVIEW内内置置有有代代码码评评估估器器，可可以以将将程程序序中中对对时时间间要要求求苛苛刻刻的的部部分分代代码码进进行行分分析析并并实实现现最最优优化化。此此外外， LabVIEWLabVIEW也也可可将将程程序序转转换换为为“* *.exe.exe”独立可执行文件。独立可执行文件。二、二、LabVIEWLabVIEW 软件开发平台软件开发平台 9/12/2024（3 3）灵活的程序调试手段）灵活的程序调试手
53、段用用户户可可在在程程序序中中设设置置断断点点单单步步执执行行程程序序，在在程程序序的的数数据据流流上上设设置置探探针针，观察程序运行过程中数据的变化。观察程序运行过程中数据的变化。（4 4）支持各种数据采集与仪器应用）支持各种数据采集与仪器应用支支持持NINI公公司司生生产产的的各各种种插插卡卡式式和和分分布布式式数数据据采采集集产产品品，包包括括ISAISA、PCIPCI等等各各种种总总线线产产品品，提提供供工工业业I/OI/O设设备备（例例如如记记录录仪仪、PLCPLC等等）的的驱驱动程序，以及标准的动程序，以及标准的RS-232RS-232、GPIBGPIB、VXIVXI和和VISAV
54、ISA驱动程序库。驱动程序库。（5 5）功能强大的数据处理和分析函数库）功能强大的数据处理和分析函数库包包括括数数值值函函数数、字字符符串串处处理理函函数数、数数据据运运算算函函数数和和文文件件I/OI/O函函数数，还还包包括括槪槪率率与与统统计计、回回归归分分析析、线线性性代代数数、信信号号处处理理、数数字字滤滤波波器器、窗函数、三维图形处理等高级分析函数。窗函数、三维图形处理等高级分析函数。（6 6）开放式的开发平台）开放式的开发平台提提供供了了与与LabWindowsLabWindows/CVI/CVI源源代代码码相相互互调调用用的的接接口口；提提供供DLLDLL库库接接口口，使使用用户
55、户能能够够在在LabVIEWLabVIEW平平台台上上调调用用其其他他软软件件平平台台编编译译的的模模块块，实实现现在在LabVIEWLabVIEW环境下控制一些定制的仪器硬件。环境下控制一些定制的仪器硬件。（7 7）网络功能）网络功能LabVIEWLabVIEW 特点特点 9/12/2024Agilent VEEAgilent VEE（Agilent Visual Engineering Agilent Visual Engineering EnviromentEnviroment，安捷伦可视化工程环境）安捷伦可视化工程环境） 。 Agilent VEEAgilent VEE的特点的特点（1
56、 1）图形化的编程）图形化的编程Agilent Agilent VEEVEE提提供供了了虚虚拟拟仪仪器器系系统统应应用用领领域域所所需需要要的的各各种种显显示示或或控控制制模模块块，如如按按钮钮、图图表表显显示示器器、温温度度指指示示器器、容容器器、柱柱状状图图、时时域域波波形形、频频域域波波形形等等，用用户户还还可可以以根根据据需需求求自自行行编编辑辑这这些些目目标标模模块块的属性，为用户设计一个美观实用的用户界面提供了很大的帮助。的属性，为用户设计一个美观实用的用户界面提供了很大的帮助。Agilent Agilent VEEVEE采采用用流流程程图图式式的的程程序序设设计计方方式式，优优点
57、点是是直直观观、思思路路清清晰晰，设设计计者者不不必必关关心心一一些些编编程程的的细细节节，也也易易于于实实现现多多个个程程序序的的并并发发执执行。行。（2 2）内置的程序编译器）内置的程序编译器采用了新的交互式采用了新的交互式编译器技术，从本质上改善了编译器的执行性能。编译器技术，从本质上改善了编译器的执行性能。三、三、Agilent VEE Agilent VEE 软件开发平台软件开发平台 9/12/2024（3 3）丰富的仪器驱动程序）丰富的仪器驱动程序Agilent Agilent VEEVEE提提供供了了大大量量的的仪仪器器驱驱动动程程序序，利利用用这这些些驱驱动动程程序序可可以以直
58、直接接控控制制仪仪器器设设备备。此此外外，Agilent Agilent VEEVEE还还提提供供两两种种控控制制仪仪器器的的简简易易方方法法：仪仪器器控控制制面面板板和和Direct Direct I/OI/O目目标标模模块块。仪仪器器控控制制面面板板提提供供通通过过计计算算机机来来控控制制仪仪器器的的用用户户接接口口，有有了了控控制制面面板板后后，就就不不必必知知道道控控制制仪仪器器中中某某个个仪仪器器的的专专用用命命令令，一一旦旦通通过过菜菜单单和和对对话话框框完完成成仪仪器器配配置置后后，驱驱动动器器就就会会自自动动地地在在总总线线上上传传输输正正确确的的命命令令串串。使使用用Dire
59、ct Direct I/OI/O目目标标模模块块，则则需需要要使使用用专专用用命命令令，直直接接与与仪仪器器进进行行通信。通信。（4 4）功能强大的数据分析与处理）功能强大的数据分析与处理Agilent Agilent VEEVEE对对数数据据分分析析与与处处理理的的功功能能虽虽稍稍弱弱于于LabVIEWLabVIEW，但但其其数数据据分分析析函函数数库库的的功功能能非非常常强强大大，这这些些函函数数库库包包括括了了数数理理统统计计、类类型型比比较、矩阵运算、微积分、信号分析与处理、数字滤波器等。较、矩阵运算、微积分、信号分析与处理、数字滤波器等。（5 5）灵活的程序调试手段）灵活的程序调试手
60、段用用户户可可在在任任何何一一个个目目标标模模块块处处设设置置断断点点、单单步步执执行行程程序序，很很方方便便地地观观察程序运行的状态及运行过程中数据的流向。察程序运行的状态及运行过程中数据的流向。（6 6）网络功能）网络功能Agilent Agilent VEEVEE支支持持TCP/IPTCP/IP协协议议和和InternetInternet功功能能，便便于于实实现现远远程程测测试试和和远程监控。远程监控。Agilent VEE Agilent VEE 特点特点 9/12/2024LabVIEWLabVIEW的的数数据据处处理理能能力力较较强强，而而Agilent Agilent VEEVE
61、E在在仪仪器器控控制制方方面面比比较较灵灵活活、方方便便，特特别别是是现现AgilentAgilent公公司司的的许许多多测测试试仪仪器器在在工工业业控控制制和和科科研研领领域域应应用用广广泛泛，Agilent Agilent VEEVEE对对AgilentAgilent仪仪器器和和其其他他厂厂家家的的通通用用仪仪器器提提供供了了较较大大的的支支持持，在在强强调调设设备备监监控控的的场场合合，Agilent Agilent VEEVEE是是比比较较好好的的选择。选择。目前目前LabVIEWLabVIEW应用相对更多。应用相对更多。LabVIEWLabVIEW和和Agilent VEE Agil
62、ent VEE 对比对比 9/12/2024北京亚控自动化软件有限公司开发的组态王（北京亚控自动化软件有限公司开发的组态王（KingviewKingview）。）。该软件是最优秀的国产组态软件，全国同类软件产销该软件是最优秀的国产组态软件，全国同类软件产销量第一。量第一。组态王是一个具有易用性、开放性和集成能力的通用组态王是一个具有易用性、开放性和集成能力的通用组态软件。应用组态王可以使工程师把主要精力放在组态软件。应用组态王可以使工程师把主要精力放在控制对象上，而不是形形色色的通讯协议、复杂的图控制对象上，而不是形形色色的通讯协议、复杂的图形处理、枯燥的数字统计。只需要进行填表式操作，形处理
63、、枯燥的数字统计。只需要进行填表式操作，即可生成适合于你的即可生成适合于你的“监控和数据采集系统监控和数据采集系统”。它可。它可以在整个生产企业内部将各种系统和应用集成在一起，以在整个生产企业内部将各种系统和应用集成在一起，实现实现“厂际自动化厂际自动化”的最终目标。的最终目标。组态王软件组态王软件 9/12/2024课程主要内容课程主要内容自动测试系统的关键技术是总线接口技术和软件。自动测试系统的关键技术是总线接口技术和软件。自动测试系统概论自动测试系统概论自动测试系统总线自动测试系统总线VXIVXI、PXIPXI、IEEE488 LXIIEEE488 LXIPC-DAQPC-DAQ仪器仪器
64、: : PCI PCI、ISAISA、RS232RS232、USBUSB、13941394自动测试系统的软件自动测试系统的软件VPPVPP规范，仪器驱动程序、软面板、系统软件的设计。规范，仪器驱动程序、软面板、系统软件的设计。自动测试系统的集成自动测试系统的集成 9/12/2024第第3 3章章 PC-DAQPC-DAQ仪器仪器3.1PC-DAQ仪器结构仪器结构3.2PC机的总线和接口机的总线和接口3.2插卡式插卡式PC-DAQ仪器仪器PC-DAQ仪器仪器PC-DAQPC-DAQ（Data Data AcQuisitionAcQuisition- -数据采集）仪器，是基于数据采集）仪器，是基于
65、PCPC机的机的数据采集仪器。数据采集仪器。 以个人计算机以个人计算机(PC(PC机机) )为平台，将计算机硬件与计算机软件为平台，将计算机硬件与计算机软件结合起来，来完成特定的测量、测试、数据分析等功能。结合起来，来完成特定的测量、测试、数据分析等功能。特点：特点：性能价格比高性能价格比高通用性强通用性强设计手段灵活设计手段灵活应用较为广泛，典型的虚拟仪器。应用较为广泛，典型的虚拟仪器。9/12/20243.1PC-DAQ仪器结构仪器结构1 1、插卡式结构插卡式结构 把仪器卡插入把仪器卡插入PCPC机主机板的总线插槽上，从而组成插卡式机主机板的总线插槽上，从而组成插卡式结构的结构的PCPC插
66、卡仪器。插卡仪器。 软件软件传感器传感器计算机数据采集卡信号调理箱9/12/20242 2 外挂式结构外挂式结构 直接利用直接利用PCPC机的现成接口（例如机的现成接口（例如USBUSB口、口、IEEE1394IEEE1394口、并行口、并行口）接入仪器电路单元。口）接入仪器电路单元。 9/12/2024PC-DAQPC-DAQ仪器的设计仪器的设计 PC-DAQPC-DAQ仪器是借助于现成的个人计算机，无需研制独立的仪器是借助于现成的个人计算机，无需研制独立的带有微处理器的仪器系统。带有微处理器的仪器系统。在硬件设计上只要把注意力放在数据采集卡的在硬件设计上只要把注意力放在数据采集卡的功能电路
67、功能电路和和总总线接口逻辑线接口逻辑设计上。设计上。在软件设计上，采用在软件设计上，采用专用的虚拟仪器软件开发环境专用的虚拟仪器软件开发环境，例如，例如LabWindowsLabWindows/CVI/CVI、LabVIEWLabVIEW、HP VEEHP VEE等。等。以以基基于于PCPC机机的的总总线线为为基基础础，设设计计要要遵遵循循PCPC机机的的总总线线标标准准。PC机机内内的的总总线线标标准准和和性性能能对对所所设设计计的的仪仪器器系系统统的的性性能能具具有有关关键键性的作用。（如总线速度、电源性的作用。（如总线速度、电源）9/12/20243.2PC机的总线和接口机的总线和接口1
68、 1、ISAISA总线总线 ISA总线（总线（IndustrialStandardArchitecture），），IBM 1984IBM 1984ISAISA总线的主要特点有：总线的主要特点有：（1 1）64K I/O64K I/O地址空间（地址空间（0000H0000HFFFFHFFFFH）；）；（2 2）16M16M存储器地址空间（存储器地址空间（000000H 000000H FFFFFFH FFFFFFH）；）；（3 3）8 8位或位或1616位数据存取；位数据存取；（4 4）1515级硬件中断；级硬件中断；（5 5）ISAISA总总线线是是一一种种多多主主控控总总线线，即即除除CPU
69、CPU外外，DMADMA控控制制器器、DRAMDRAM刷刷新新控控制制器器和和带带微微处处理理器器的的智智能能接接口口控控制制卡卡都都可可以以成成为为ISAISA总线的主控设备。总线的主控设备。除除了了工工业业控控制制计计算算机机外外，不不再再提提供供ISA扩扩展展槽槽，新新设设计计不不应应采用采用。9/12/20242、PCI总线总线PCIPCI总线（总线（Peripheral Component InterconnectPeripheral Component Interconnect）外部设备外部设备互连总线，互连总线，Intel 1991Intel 1991。 速率：速率：33MHz3
70、3MHz、3232位可达位可达132MB/s132MB/s；66MHz66MHz、6464位达位达528MB/s528MB/s主要特点有：主要特点有：（1 1）以数据帧为基础的数据传输模式以数据帧为基础的数据传输模式 （2 2）同步的总线操作同步的总线操作 （3 3）不受不受CPUCPU限制限制 （4 4）兼容性强）兼容性强（5）自动配置功能）自动配置功能（6）总线编码命令）总线编码命令（7 7）地址）地址/ /数据总线复用数据总线复用 目前标准计算机都提供目前标准计算机都提供PCIPCI扩展槽，新设计应采用。扩展槽，新设计应采用。9/12/20243、USB总线总线通用串行总线（通用串行总线
71、（Universal Serial BusUniversal Serial Bus），），1994。主要主要特点特点有：有：（1 1）支持多设备的连接，支持多设备的连接，127127设备；设备；（2 2）采用采用USBUSB总线供电总线供电，提供，提供5V5V电压，电压，500mA500mA电流；电流；（3 3）真正实现了即插即用（热拔插）；真正实现了即插即用（热拔插）；（4 4）与与外外设设有有足足够够的的带带宽宽和和连连接接距距离离，USB USB 1.11.1低低速速1.5Mbit/s1.5Mbit/s，全速全速12Mbit/s12Mbit/s；USB 2.0USB 2.0高速高速480
72、Mbit/s480Mbit/s。5 5米米。（5）USBUSB传传输输数数据据的的方方式式灵灵活活，支支持持控控制制传传输输、等等时时传传输输、块传输和中断传输四种传输方式。块传输和中断传输四种传输方式。两个设备之间数据传输也需要计算机两个设备之间数据传输也需要计算机。目前标准计算机都提供目前标准计算机都提供USBUSB接口扩展槽，新设计应采用。接口扩展槽，新设计应采用。9/12/20244、1394总线总线IEEE1394IEEE1394总线也称为火线总线也称为火线(Fire Wire)(Fire Wire) ,400Mbit/s ,400Mbit/s。主要主要特点特点有：有：（1 1）支持
73、多设备的连接，支持多设备的连接，6363设备；设备；（2 2）采用总线供电采用总线供电，提供，提供5V5V电压；电压；（3 3）支持热拔插支持热拔插 ；（4 4）与与外外设设有有足足够够的的带带宽宽和和连连接接距距离离，100Mb/s100Mb/s、200Mb/s200Mb/s和和400Mb/s400Mb/s，4.4.5 5米米。1394b：800Mbit/s s最大最大1.6Gbit/s s，光纤，光纤32Gbit/s s,4.5米米UTP5（5类非屏蔽双绞线）100Mbit/s s时100m两个两个1394设备之间可以传输数据（不需计算机）设备之间可以传输数据（不需计算机）。目前标准计算机
74、都提供目前标准计算机都提供USBUSB接口扩展槽，新设计应采用。接口扩展槽，新设计应采用。电缆电缆6 6线线9/12/2024连接器和电缆对比连接器和电缆对比9/12/2024现场总线现场总线指安装在指安装在制造或过程区域制造或过程区域的现场设备的现场设备/ /仪表仪表之间、以及现场设之间、以及现场设备备/ /仪表仪表与控制室内的自动控制装置与控制室内的自动控制装置/ /系统系统之间的之间的串行数字式串行数字式多点双向通信多点双向通信的数据总线的数据总线如：CAN、Lorworks和Profibus、9/12/2024其它接口其它接口RS232、并口（打印口）、并口（打印口）、网络口网络口9/
75、12/20243.2插卡式插卡式PC-DAQ仪器仪器一、数据采集卡硬件一、数据采集卡硬件 模拟量输入、模拟量输出、数字量模拟量输入、模拟量输出、数字量I/O、定时器、触发及接定时器、触发及接口电路口电路1 1、模拟量输入、模拟量输入获取外界输入的模拟信号。获取外界输入的模拟信号。考考虑虑因因素素：通通道道数数（8路路复复用用或或并并行行）、信信号号输输入入方方式式（单单端端和和差差分分）、输输入入电电压压范范围围(-10-1010V V)、采采样样速速率率（100KSamSam/s）、分分辨辨率率(16位位)、精精度度（0.05%）、输输入入阻阻抗抗（50/1M）、放大器增益、放大器增益、信号
76、调理（如前端滤波）信号调理（如前端滤波）。电压表SHADCDSP示波器频谱仪15.60A9/12/20242、模拟量输出模拟量输出 为为DAQDAQ仪器系统提供激励源。仪器系统提供激励源。考虑因素：考虑因素：建立时间（刷新率）、摆动速率、输出分辨率建立时间（刷新率）、摆动速率、输出分辨率、输出幅度、输出阻抗或驱动电流、输出滤波输出幅度、输出阻抗或驱动电流、输出滤波DACADSP脉冲发生函数发生任意波发生9/12/20243、触发、触发 根据外部事件来启动或停止根据外部事件来启动或停止DAQDAQ的操作，从而的操作，从而采集有效的采集有效的信号信号或或提供准确激励信号提供准确激励信号。（解决系统
77、的同步问题）。（解决系统的同步问题） 方式：方式：数字触发数字触发和和模拟触发。模拟触发。4、数字数字IOIO用于过程控制、与外设进行数字通信等。用于过程控制、与外设进行数字通信等。5 5、定时器、定时器/计数器计数器 用于事件定时、计数、产生方波或脉冲。用于事件定时、计数、产生方波或脉冲。6 6、接口、接口 与计算机通讯完成命令接收和数据交换。与计算机通讯完成命令接收和数据交换。(USB(USB、PCI)PCI)9/12/2024二、二、PC-DAQ仪器编程仪器编程仪器的应用程序设计仪器的应用程序设计主要是开发工具的使用主要是开发工具的使用，如何使用调用工具的函数和第三如何使用调用工具的函数和第三方动态连接库。方动态连接库。驱动程序的设计驱动程序的设计主要是底层硬件的操作主要是底层硬件的操作，如何编写与硬件打交道的程序。如何编写与硬件打交道的程序。Windows硬件驱动程序开发（Vxd、WDM），VISA（VirtualInstrumentationSoftwareArchitecture，即虚拟仪器软件结构）函数的使用（学以致用）。9/12/2024
