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关于测控基于虚拟仪器技术VXI总线测控系统设计如何写

收藏本文 2024-02-16 点赞:15465 浏览:61819 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本文提出了一种基于虚拟仪器技术的VXI总线测控系统解决方案,并结合应用阐述了采用虚拟仪器技术和VXI总线技术,大大改进了测试发射控制系统的性能,满足系统对测试精度、可靠性、快速反应能力的更高要求。
关键词:虚拟仪器 VXI总线 测控系统

一、VXI虚拟仪器系统概念

VXI虚拟仪器系统由VXI虚拟仪器系统硬件结构和VXI虚拟仪器系统软件结构组成,其中,VX10槽控制器(或嵌入式计算机)与各种仪器模块一起构成了VXI虚拟仪器系统硬件结构。这些仪器模块可以是VXI仪器、GPIB仪器或通信仪器等。I/0接口软件、仪器驱动程序和应用程序自下而上构成了虚拟仪器系统软件结构。

二、一种基于虚拟仪器技术的VXI总线测控系统总体设计

(一)基于虚拟仪器技术的VXI总线测控系统的组成

基于虚拟仪器技术的VXI总线测控系统的硬件组成主要由VXI机箱、VXI嵌入式计算机、VXI功能模块、VXI转接箱、相应的转接电缆及显示器等组成。当VXI测控系统工作时,VXI嵌入式计算机通过光电隔离的RS-422接口接收主测控计算机的测试命令,控制VXI机箱中的各个功能模块自动完成测试与控制任务,储存测试结果数据,一方面它以软面板形式显示测试结果、系统状态及控制状态,并可接收软面板的退出测试命令;另一方面它将测试结果数据及测试结论一起发送给主测控计算机进行储存、显示及打印。

(二)VXI系统软件设计

1、VISA及模块驱动程序的开发

VISA(Virtual Instrument Software Architecture,虚拟仪器软件结构)是VXIplug&play联盟制定的新一代仪器I/O接口软件,VISA就是应用程序与底层硬件(VXI模块)之间的接口。我们可以用VISA开发模块的驱动程序,该驱动程序可供用户的应用程序调用,更为直接的,也可以在用户应用程序中直接调用VISA函数来控制模块的操作。
2、测控流程数据库的设计本着模块化的设计理念,将测控程序和数据库分开设计,并在Microsoft公司推出的32位面向对象的应用程序开发环境Visual FoxPro下进行数据库的设计,把需经常更改的数据(如合格上下限值、控制字、流程号、子程序号等)都放在数据库中。
(1)确定数据库中所需要的表
Visual FoxPro数据库是以数据存储表为数据的保存单位,为此,需要在数据库中建立一个表,即原始数据库表以存储VXI总线测控系统的测控信息。
(2)确定表中的字段
原始数据库表结构主要包含原始数据库序号、测试项目名称、模块代号、控制字低字节、控制字中字节、控制字高字节、合格上限、合格下限、测试单位名称、VXI子程序号、主测控计算机子程序号、备用

1、备用2、备用3字段。另外,原始数据库表中的每条记录按功能分区存放。

3、VXI测控程序开发

VXI测控程序通过ODBC(开放数据库互联)接口实现与数据库文件的连接。这里选用LabWin—dows/CVI SQL Toolkit作为LabWindows/CVI与数据库文件之间进行数据交换的工具。VXI测控程序首先根据主测控计算机发来的命令(命令中包含原始数据库的序号),读取原始数据库文件中的一条记录,然后根据测试字段中包含的任务找到并执行相应的函数,这些函数都是根据测控任务写作实现的,并且可以扩充。执行完一项测试或控制任务,存储测试结果和结论,并在软面板上显示,同时将测试结果和结论发送给主测控计算机,最后回到等待主测控计算机命令状态,再根据命令执行下一条记录。

三、采用虚拟仪器技术和VXI总线技术改善了自动化测控系统的性能

(一)提高了系统的可靠性

在进行VXI总线功能模块设计时,采用了通用VXI总线接口电路及系统集成技术,这样不仅减少了中小规模集成电路的使用,还大大提高了电路设计的可靠性。VXI机箱的性能对整个系统的性能影响很大,在进行机箱设计时充分考虑了机箱电源所能提供的可用功率、在不同电压所能提供的稳态电流和动态电流、机箱对每一个插槽所能提供的冷却能力、机箱的屏蔽、接地、电磁兼容性能等,大大提高了系统的可靠性。

(二)提高了系统集成度

对功能模块进行了组合,在一块C尺寸印制板上实现了l6路开关量输入和6O路状态查询,在一块C尺寸印制板上实现了48路驱动开关,在一块C尺寸印制板上实现了64路采样开关和4路分配开关,这样使系统更加小型化。功能模块均采用系统集成技术进行设计,提高了电路设计的集成度和可靠性。

(三)缩短了测试时间

VXI总线数据传输速率为40Mbyte/s,总线背板不会成为数据传输的瓶颈,使系统具有较高的测试吞吐能力。在系统测试过程中,8路A/D变换器测试的数据量大,通过VXI总线的本地总线将测试数据传送到VXI嵌入式计算机,大大减少了数据传输时间。系统中的测量模块均设计成高输入阻抗,加上VXI总线的多级优先中

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断总线能进行关键的中断处理,使VXI总线测控系统可采用并行测试技术,缩短测试时间。

(四)提高了测试精度

在系统进行时序测试时,VXI系统能够快速处理时序中断,再加上计时精度的提高,从而提高了系统时序测试的精度。VXI系统测量模块的测试精度较CAMAC模块都有较大程度的提高,从而提高了系统模拟量测试的精度。

(五)提高了故障定位能力

采样速率较高的8路A/D变换器实现了模飞测试过程中对弹上计算机D/A输出和伺服作动器输出的动态测试,通过比对绘出的伺服作动器输入和输出波形,大大提高了系统故障分析和定位能力。
参考文献:
陈光禹.VXI总线测试平台技术[M].成都电子科技大学出版社,199

6.10.

张毅刚等.自动测试系统[M].哈尔滨工业大学出版社.2001.9.
作者简介:王森(1989.05—),男,山东菏泽人,曲阜师范大学电气信息与自动化学院测控技术与仪器专业2009级本科生。

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