1.1 GPIB接口控制器" title="接口控制器">接口控制器
1.1.1 GPIB總線
　　GPIB是惠普公司于20世紀(jì)60年代末,、70年代初開(kāi)發(fā)的實(shí)用儀器接口系統(tǒng),。由于對(duì)測(cè)試儀器的控制很方便，并且具有較高的傳輸速度（1Mbps）,GPIB于1975年被定為IEEE488標(biāo)準(zhǔn),，1987年修定為IEEE488.1—1987,。GPIB總線是數(shù)字化的24腳并行總線，有8根線是地線和屏蔽線,，另外16根線是TTL電平信號(hào)傳輸線,，包括8根數(shù)據(jù)線、5根接口管理線和3根數(shù)據(jù)傳輸控制線,。GPIB使用8位并行,、字節(jié)串行,、異步通訊方式，所有字節(jié)通過(guò)總線順序傳送,。
?? ?GPIB系統(tǒng)設(shè)備有控者,、講者和聽(tīng)者三種" title="三種">三種屬性。實(shí)際設(shè)備具有其中的一種,、兩種或三種,。作為控者，它可以通過(guò)尋址指定連接到總線上具有講者屬性的器件成為講者和具有聽(tīng)者屬性的器件作為聽(tīng)者,，包括指定它自己,。講者能通過(guò)總線向其他器件發(fā)送數(shù)據(jù)。聽(tīng)者能從總線上接收講者發(fā)送的數(shù)據(jù),。一般來(lái)說(shuō)在GPIB系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)是控者,，具有講、聽(tīng),、控三種屬性,。為避免總線沖突，IEEE488規(guī)定一次只能有一個(gè)講者,，但可以同時(shí)有幾個(gè)聽(tīng)者,。由于GPIB系統(tǒng)中各器件的工作速度可能相差懸殊，為了保證多線消息能夠雙向,、異步,、可靠地傳輸，GPIB母線中設(shè)置了三條握手線,，分別為數(shù)據(jù)有效線、未準(zhǔn)備好接收線和未收到數(shù)據(jù)線,。
1.1.2? BC-1402-2接口控制器
?? ?在本系統(tǒng)中采用的GPIB控制器是貝卡科技公司開(kāi)發(fā)的BC-1401-2型USB-GPIB接口控制器,，它帶有USB接口，把USB總線轉(zhuǎn)換成GPIB總線,，操作GPIB儀器,。其特點(diǎn)是：完全符合IEEE488.1和IEEE488.2國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，支持PCI,、USB,、Ethernet工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)傳輸率為900kbps,適合PC機(jī)與儀器之間的高速數(shù)據(jù)傳輸,；提供了一套I/O GPIB操作函數(shù)庫(kù),，其函數(shù)與ISA總線的ES1400系列接口控制器相同；提供了一套符合VPP規(guī)范的虛擬儀器軟件架構(gòu)VISA(Virtual Instrument Software Architecture)函數(shù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)了凡是采用VISA函數(shù)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序" title="應(yīng)用程序">應(yīng)用程序,，在更換不同廠家的不同型號(hào)的GPIB接口控制器時(shí),，應(yīng)用程序不需要作任何修改；該接口控制器可以用C/C++、VC++,、VB,、LabView、LabWindows/CVI,、HP-VEE,、Delphi等多種語(yǔ)言編制測(cè)試程序" title="測(cè)試程序">測(cè)試程序，方便而靈活,。
1.2 FLUKE5500A
??? FLUKE5500A是美國(guó)福祿克公司的一款高性能的多功能校準(zhǔn)儀,，可以對(duì)手持式和臺(tái)式多用表、示波器,、示波表,、功率計(jì)、電子溫度表,、數(shù)據(jù)采集器,、功率諧波分析儀、過(guò)程校準(zhǔn)器等多種儀器進(jìn)行校準(zhǔn),。FLUKE5500A提供了GPIB（IEEE-488）,、RS-232、5725A三種標(biāo)準(zhǔn)接口,；在安全性方面滿足IEC 1010-1（1992-1）,、ANSI/ISA-S82.01-1994、CAN/CSA-C22.2NO.1010.1-92標(biāo)準(zhǔn),；FLUKE5500A輸出電壓可以達(dá)到1100V,，電流輸出可達(dá)11A，可以提供直流電壓和電流,、交流電壓和電流的多種波形和諧波,，同時(shí)輸出兩路電壓，或者是一路電壓和一路電流,，模擬功率,、電阻、電容熱電偶和RTD,。其示波器校準(zhǔn)件還提供了穩(wěn)幅正弦波,、快沿、時(shí)間標(biāo)記和幅度信號(hào),。
1.3 主控PC
　　PC作為系統(tǒng)的“主控者”,，通過(guò)發(fā)布命令給GPIB接口控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)FLUKE5500A和被檢定示波器的控制，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：儀器的初始化,、復(fù)位,、儀器參數(shù)設(shè)置,；命令FLUKE5500A產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，同時(shí)被檢示波器顯示,；讀取/保存儀器數(shù)據(jù)并傳給PC等,。
2 軟件設(shè)計(jì)
2.1 軟件平臺(tái)的選擇
　　軟件是本數(shù)字示波器自動(dòng)檢定系統(tǒng)的核心，軟硬件能否穩(wěn)定,、協(xié)調(diào)地工作是系統(tǒng)能夠?qū)?shù)字示波器快速,、可靠檢定的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)采用性能穩(wěn)定的Windows2003 Server操作系統(tǒng),、SQL Sever2005(開(kāi)發(fā)版)數(shù)據(jù)庫(kù)以及Visual.NET2005作為開(kāi)發(fā)平臺(tái),，以C/C++作為編程語(yǔ)言，同時(shí)在驅(qū)動(dòng)程序方面選用NI公司的Lab Windows/CVI7.0做部分程序的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā),。同時(shí)采用MAX（Measurement&Automation）作為IVI驅(qū)動(dòng)配置程序,。
2.2? 關(guān)鍵技術(shù)VISA和IVI
　　VISA是VXI plug&play聯(lián)盟制定的I/O接口軟件標(biāo)準(zhǔn)。制定VISA的目的是確保不同廠商,、不同接口標(biāo)準(zhǔn)的儀器能相互兼容,、可以通訊和進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其顯著特點(diǎn)是：VISA是采用了先進(jìn)的面向?qū)ο缶幊趟枷雭?lái)實(shí)現(xiàn)的,；它是當(dāng)前所有儀器接口類型功能函數(shù)的超集成,，而且十分簡(jiǎn)潔，只有90多個(gè)函數(shù),；VISA作為標(biāo)準(zhǔn)函數(shù),，與儀器的I/O接口類型無(wú)關(guān)，方便程序移植,。對(duì)于驅(qū)動(dòng)程序,、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者而言，VISA庫(kù)函數(shù)是一套可以方便調(diào)用的函數(shù),，可以控制各種設(shè)備如GPIB,、VXI、PXI等,。
　　IVI（Interchangeable Virtual Instrument）是IVI基金會(huì)為了進(jìn)一步提高儀器驅(qū)動(dòng)程序的可執(zhí)行性能,，達(dá)到真正意義上的儀器互換,，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序完全獨(dú)立于硬件而推出的儀器驅(qū)動(dòng)程序編程接口,。IVI系統(tǒng)由IVI類驅(qū)動(dòng)程序、具體驅(qū)動(dòng)程序,、IVI引擎,、IVI配置實(shí)用程序、IVI配置信息文件五部分組成,。類驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)了上層統(tǒng)一功能的封裝,，面對(duì)的是操作者,，而具體驅(qū)動(dòng)程序完成與具體儀器的通信。測(cè)試程序是調(diào)用類驅(qū)動(dòng)程序,，用類驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用具體驅(qū)動(dòng)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試程序和硬件的無(wú)關(guān)性,。IVI引擎完成狀態(tài)緩存、儀器屬性跟蹤,、分類驅(qū)動(dòng)程序到具體驅(qū)動(dòng)程序的映射功能,。IVI配置實(shí)用程序是采用軟件MAX創(chuàng)建和配置IVI邏輯名，在測(cè)試程序中通過(guò)傳送邏輯名給一個(gè)分類驅(qū)動(dòng)程序初始化函數(shù),，將操作映射到具體儀器及儀器驅(qū)動(dòng)程序,。IVI配置信息文件記錄了所有邏輯名和從類驅(qū)動(dòng)程序到具體儀器驅(qū)動(dòng)程序的映射信息。其結(jié)構(gòu)如圖2所示,。

2.3 測(cè)試軟件架構(gòu)
2.3.1 測(cè)試軟件模塊
　　測(cè)試軟件分為測(cè)試數(shù)據(jù)管理模塊,、測(cè)試參數(shù)管理模塊、測(cè)試程序模塊三部分,。測(cè)試數(shù)據(jù)管理模塊是管理對(duì)儀器的檢定日期,、檢定人員、對(duì)具體儀器的已檢定項(xiàng)目,、檢定的數(shù)據(jù)等,。測(cè)試參數(shù)管理是在數(shù)據(jù)庫(kù)中管理具體儀器的各檢定項(xiàng)、檢定項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)值等,。測(cè)試程序模塊是根據(jù)用戶在軟面板上選定的測(cè)試參數(shù),，調(diào)用相應(yīng)的測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試，把測(cè)試數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)相比較,，判斷是否合格,。
2.3.2? 測(cè)試軟件結(jié)構(gòu)化流程
　　在開(kāi)機(jī)系統(tǒng)自檢后，檢定操作員在軟件界面上選擇/輸入需要檢定的儀器型號(hào),，程序由儀器型號(hào)在數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出相應(yīng)的檢定項(xiàng)目,、被檢項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)值、被檢儀器與FLUKE5500A和GPIB控制器的連接圖,。檢定員按連接圖（FLASH動(dòng)畫(huà)）連接儀器,，在確認(rèn)連接正確后，檢查是否有IVI驅(qū)動(dòng)程序,，在安裝驅(qū)動(dòng)程序后運(yùn)行MAX配置工具,，完成配置后即可運(yùn)行相應(yīng)的測(cè)試程序，把測(cè)試結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫(kù),，并打印相應(yīng)的合格/不合格報(bào)告,。其流程圖見(jiàn)圖3。