計算機測試系統(tǒng)

1、計算機測試系統(tǒng)計算機測試系統(tǒng)主要內(nèi)容主要內(nèi)容l計算機測試系統(tǒng)是以計算機測試系統(tǒng)是以計算機計算機為核心，以測試為為核心，以測試為主要目的所組建的系統(tǒng)。主要目的所組建的系統(tǒng)。l主要介紹：計算機測試系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)主要介紹：計算機測試系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)和計算機測控系統(tǒng)的典型應(yīng)用。和計算機測控系統(tǒng)的典型應(yīng)用。l前續(xù)課程：數(shù)字電路、模擬電路、單片機。前續(xù)課程：數(shù)字電路、模擬電路、單片機。章節(jié)章節(jié)l緒論緒論l監(jiān)控程序的設(shè)計監(jiān)控程序的設(shè)計l時間量測量時間量測量l模入通道模入通道l測量數(shù)據(jù)處理測量數(shù)據(jù)處理l測試系統(tǒng)的抗干擾和可靠性設(shè)計測試系統(tǒng)的抗干擾和可靠性設(shè)計第一章第一章 緒論緒論1.1計算機測試系統(tǒng)

2、的組成與典型應(yīng)用計算機測試系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用l智能儀器智能儀器l虛擬儀器虛擬儀器1.2計算機測控系統(tǒng)計算機測控系統(tǒng)1.11.1計算機測試系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用計算機測試系統(tǒng)的組成與典型應(yīng)用1.1.1智能儀器智能儀器 智能儀器是計算機技術(shù)與測量儀器相結(jié)合智能儀器是計算機技術(shù)與測量儀器相結(jié)合的產(chǎn)物，是含有微計算機或微處理器的測量儀的產(chǎn)物，是含有微計算機或微處理器的測量儀器。器。它擁有對數(shù)據(jù)的存儲、運算、邏輯判斷及它擁有對數(shù)據(jù)的存儲、運算、邏輯判斷及自動化操作等功能，具有一定智能的作用自動化操作等功能，具有一定智能的作用(表現(xiàn)表現(xiàn)為智能的延伸或加強等為智能的延伸或加強等) 。智能儀器的組成智能儀器的

3、組成智能儀器智能儀器微機微機系統(tǒng)系統(tǒng)專用專用外圍外圍設(shè)備設(shè)備CPU存儲器存儲器通用外圍設(shè)備（鍵盤、顯示器等）通用外圍設(shè)備（鍵盤、顯示器等）測試測試部分部分GPIB接口接口傳感器傳感器測量電路測量電路數(shù)據(jù)采集電路（放大、采數(shù)據(jù)采集電路（放大、采/保）保）A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換智能儀器的優(yōu)點智能儀器的優(yōu)點.功能較多，使用靈活功能較多，使用靈活，配有通用接口，有完善的，配有通用接口，有完善的遠(yuǎn)地和本地輸入輸出功能，能很方便的接入測遠(yuǎn)地和本地輸入輸出功能，能很方便的接入測試系統(tǒng)。試系統(tǒng)。l本地命令：通過儀器面板上的鍵盤發(fā)出的命令。本地命令：通過儀器面板上的鍵盤發(fā)出的命令。l遠(yuǎn)地命令：通過通用測試系統(tǒng)總線上的鍵

4、盤發(fā)出遠(yuǎn)地命令：通過通用測試系統(tǒng)總線上的鍵盤發(fā)出的命令。的命令。智能儀器的優(yōu)點智能儀器的優(yōu)點2.2.具有自檢查、自校準(zhǔn)、自診斷能力具有自檢查、自校準(zhǔn)、自診斷能力。3.3.硬件軟化硬件軟化，即對，即對CPUCPU編程，用軟件完成硬件的編程，用軟件完成硬件的功能。功能。4.4.近年來，智能儀器已開始從較為成熟的數(shù)據(jù)處近年來，智能儀器已開始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理理向知識處理發(fā)展向知識處理發(fā)展。模糊判斷、故障診斷、容。模糊判斷、故障診斷、容錯技術(shù)、傳感器融合、機件壽命預(yù)測等，使智錯技術(shù)、傳感器融合、機件壽命預(yù)測等，使智能儀器的功能向更高的層次發(fā)展，部分代替人能儀器的功能向更高的層次發(fā)展，部分代替人來完成

5、原來需要依靠人的智能才能完成的工作。來完成原來需要依靠人的智能才能完成的工作。智能儀器的工作過程智能儀器的工作過程lCPU接收本接收本/遠(yuǎn)地命令，解釋并執(zhí)行。遠(yuǎn)地命令，解釋并執(zhí)行。lCPU通過接口發(fā)出控制信息給測試電路，以規(guī)通過接口發(fā)出控制信息給測試電路，以規(guī)定的功能啟動測量。定的功能啟動測量。l測試電路的數(shù)據(jù)由測試電路的數(shù)據(jù)由CPU讀取、處理、儲存、輸讀取、處理、儲存、輸出。出。1.1.2虛擬儀器（虛擬儀器（Virtual Instrument）l虛擬儀器指在通用計算機上添加一些專用軟件虛擬儀器指在通用計算機上添加一些專用軟件和必要的儀器硬件模塊和必要的儀器硬件模塊，使用戶在相應(yīng)軟件的，使用

6、戶在相應(yīng)軟件的支持下，操作這臺計算機時就象操作一臺專門支持下，操作這臺計算機時就象操作一臺專門設(shè)計的傳統(tǒng)儀器一樣。設(shè)計的傳統(tǒng)儀器一樣。l虛擬儀器強調(diào)軟件的作用，提出虛擬儀器強調(diào)軟件的作用，提出“軟件就是儀軟件就是儀器器”的概念。的概念。l虛擬儀器與智能儀器的區(qū)別在于微機是否與儀虛擬儀器與智能儀器的區(qū)別在于微機是否與儀器的測量部分融合在一起器的測量部分融合在一起。虛擬儀器的內(nèi)部功能虛擬儀器的內(nèi)部功能l信號采集與控制信號采集與控制l數(shù)據(jù)分析處理數(shù)據(jù)分析處理l測量結(jié)果的表達(dá)測量結(jié)果的表達(dá)虛擬儀器的構(gòu)成要素虛擬儀器的構(gòu)成要素虛擬儀器虛擬儀器硬件平臺硬件平臺應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件計算機計算機儀器硬件儀器硬件虛

7、擬儀器的軟件開發(fā)平臺虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺lLabVIEW（NI）lLabWindows/CVI（NI）lVEE（HP）虛擬儀器的構(gòu)成方式虛擬儀器的構(gòu)成方式lPC-DAQ測試系統(tǒng)測試系統(tǒng)lGPIB系統(tǒng)系統(tǒng)lVXI系統(tǒng)系統(tǒng)lPXI系統(tǒng)系統(tǒng) VXI總線和總線和PXI總線是總線是NI公司推出的兩種先進(jìn)公司推出的兩種先進(jìn)的總線系統(tǒng)，它們特別適合組成各種虛擬儀器的總線系統(tǒng)，它們特別適合組成各種虛擬儀器系統(tǒng)，在測控領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)，在測控領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。DAQDAQ儀器儀器l利用利用PC技術(shù)，設(shè)計手技術(shù)，設(shè)計手段靈活，性價比高，段靈活，性價比高，性能選擇范圍大，大性能選擇范圍大，大量的軟件工具

8、可用量的軟件工具可用VXIVXI總線總線lVXIVXI總線是計算機操作的模塊化自動儀器系統(tǒng)，總線是計算機操作的模塊化自動儀器系統(tǒng)，是結(jié)合是結(jié)合GPIBGPIB儀器和儀器和DAQDAQ板的先進(jìn)技術(shù)而發(fā)展起來板的先進(jìn)技術(shù)而發(fā)展起來的高速、多廠商、開放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。的高速、多廠商、開放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。lVXIVXI技術(shù)優(yōu)化了諸如高速技術(shù)優(yōu)化了諸如高速A/DA/D轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)化觸發(fā)轉(zhuǎn)換器、標(biāo)準(zhǔn)化觸發(fā)協(xié)議以及共享內(nèi)存和局部總線等先進(jìn)技術(shù)和性能，協(xié)議以及共享內(nèi)存和局部總線等先進(jìn)技術(shù)和性能，成為可編程儀器的新領(lǐng)域，并已成為電子測量儀成為可編程儀器的新領(lǐng)域，并已成為電子測量儀器行業(yè)的熱門領(lǐng)域。器行業(yè)的熱門領(lǐng)域。VX

9、IVXI總線技術(shù)經(jīng)過十年的發(fā)總線技術(shù)經(jīng)過十年的發(fā)展，它依靠有效的標(biāo)準(zhǔn)化，采用模塊化的方式，展，它依靠有效的標(biāo)準(zhǔn)化，采用模塊化的方式，實現(xiàn)了系列化、通用化以及實現(xiàn)了系列化、通用化以及VXIVXI儀器的互換性和儀器的互換性和互操作性?；ゲ僮餍浴?PXI總線總線lVXIVXI雖然實現(xiàn)了平臺的模塊化，但是價格昂貴、雖然實現(xiàn)了平臺的模塊化，但是價格昂貴、使用復(fù)雜。使用復(fù)雜。GPIBGPIB具有較高的性價比，但是卻難以具有較高的性價比，但是卻難以集成到同步、高效的測試系統(tǒng)中。集成到同步、高效的測試系統(tǒng)中。19971997年，年，NINI起起草出新的解決方案：草出新的解決方案：PXI,PXI,并在并在199

10、81998年作為工業(yè)標(biāo)年作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推向市場。準(zhǔn)推向市場。lPXIPXI產(chǎn)品成本較低，它集定時與觸發(fā)、高帶寬及產(chǎn)品成本較低，它集定時與觸發(fā)、高帶寬及高性價比于一身，并能輕松地將硬件和軟件，包高性價比于一身，并能輕松地將硬件和軟件，包括括VXIVXI、GPIBGPIB及串口設(shè)備與及串口設(shè)備與PXIPXI新產(chǎn)品、新產(chǎn)品、USBUSB及以及以太網(wǎng)設(shè)備集成在一起。今天，有許多公司正在積太網(wǎng)設(shè)備集成在一起。今天，有許多公司正在積極開發(fā)并支持各種極開發(fā)并支持各種PXIPXI模塊，為更多的應(yīng)用提供模塊，為更多的應(yīng)用提供全新的產(chǎn)品。這一平臺的未來發(fā)展被持續(xù)看好。全新的產(chǎn)品。這一平臺的未來發(fā)展被持續(xù)看好。 虛擬

11、儀器的主要特點虛擬儀器的主要特點l具有極大的靈活性具有極大的靈活性l虛擬儀器的軟虛擬儀器的軟/硬件采用模塊化設(shè)計，具有開硬件采用模塊化設(shè)計，具有開放性、互換性和可重復(fù)使用的特點。放性、互換性和可重復(fù)使用的特點。l融合了計算機強大的硬件功能，利用了計算機融合了計算機強大的硬件功能，利用了計算機豐富的軟件資源。豐富的軟件資源。l虛擬儀器基于網(wǎng)絡(luò)和接口技術(shù)，具有更方便、虛擬儀器基于網(wǎng)絡(luò)和接口技術(shù)，具有更方便、更靈活的互聯(lián)能力。更靈活的互聯(lián)能力。 圖圖1-3 集中型計算機測試系統(tǒng)集中型計算機測試系統(tǒng)計算機測試系統(tǒng)在組建方式上可分為集中型和積木型計算機測試系統(tǒng)在組建方式上可分為集中型和積木型功能和結(jié)構(gòu)固

12、定功能和結(jié)構(gòu)固定 圖圖1-4 積木式自動測試系統(tǒng)積木式自動測試系統(tǒng) 系統(tǒng)組成靈活方便，但總線傳輸速度不夠快系統(tǒng)組成靈活方便，但總線傳輸速度不夠快實時故障診斷系統(tǒng)實時故障診斷系統(tǒng)1.2計算機測控系統(tǒng)計算機測控系統(tǒng)l計算機控制系統(tǒng)是以計算機為核心，以測控為計算機控制系統(tǒng)是以計算機為核心，以測控為主要目的所組建的系統(tǒng)。主要目的所組建的系統(tǒng)。l計算機測控系統(tǒng)主要有：計算機測控系統(tǒng)主要有：1.程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)開環(huán)控制開環(huán)控制2.實時閉環(huán)控制系統(tǒng)實時閉環(huán)控制系統(tǒng) 圖圖1-6 程序控制系統(tǒng)框圖程序控制系統(tǒng)框圖圖圖1-7 計算機實時閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖計算機實時閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 圖圖18 分布式局部網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)示意圖分布式局部網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)示意圖(a）分散式局部網(wǎng)絡(luò)測控分散式局部網(wǎng)絡(luò)測控圖圖18 分布式局部網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)示意圖分布式局部網(wǎng)絡(luò)測控系統(tǒng)示意圖(b）遞階式局部網(wǎng)絡(luò)測控遞階式局部網(wǎng)絡(luò)測控 過程通道過程通道l輸入輸入/輸出