計(jì)算機(jī)LabVIEW對(duì)示波器的遠(yuǎn)程控制技術(shù)介紹

我們知道，現(xiàn)在的數(shù)字示波器可以準(zhǔn)確捕獲各種周期信號(hào)、非周期信號(hào)，數(shù)字示波器已成為科研實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目中各類信號(hào)采集、記錄和分析的最主要設(shè)備之一。由于很多情況下，需要把數(shù)字示波器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，最終完成遠(yuǎn)程的自動(dòng)測(cè)試和分析的需求。因此對(duì)示波器進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的各項(xiàng)功能的自動(dòng)操作和對(duì)數(shù)據(jù)的處理已成為很多科研實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目必需的環(huán)節(jié)。最近，我經(jīng)常接到很多工程師的詢問(wèn)有關(guān)如何控制示波器的電話。下面就來(lái)談?wù)?strong>計(jì)算機(jī)控制示波器的步驟和方法，并利用實(shí)例進(jìn)行分析和講解。

1. 系統(tǒng)硬件構(gòu)架



圖1   系統(tǒng)硬件構(gòu)架圖

計(jì)算機(jī)通過(guò)GPIB或 LAN(網(wǎng)口)與示波器建立連接來(lái)控制示波器，其系統(tǒng)的硬件構(gòu)架圖見(jiàn)圖1。

2. 系統(tǒng)軟件構(gòu)架

 

圖2    系統(tǒng)軟件構(gòu)架圖

圖2是計(jì)算機(jī)控制示波器的系統(tǒng)軟件構(gòu)架圖，整個(gè)軟件開(kāi)發(fā)以及軟件開(kāi)發(fā)后的運(yùn)行環(huán)境都在Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)上。編寫的應(yīng)用程序通過(guò)TekVISA來(lái)控制示波器。

3. 計(jì)算機(jī)控制示波器步驟實(shí)例(以LAN口控制為例，開(kāi)發(fā)軟件：LabVIEW)

下面針對(duì)計(jì)算機(jī)如何編程控制示波器的步驟進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

3.1 開(kāi)發(fā)軟件的選取

市場(chǎng)上最流行的分析和開(kāi)發(fā)軟件很多，有VC/VC++、VB/VBA、Matlab、LabVIEW、LabWindow CVI等開(kāi)發(fā)軟件，根據(jù)個(gè)人的愛(ài)好和對(duì)某個(gè)軟件的熟悉程度來(lái)選用。

3.2 安裝驅(qū)動(dòng)程序

TekVISA 是Tektronix 公司開(kāi)發(fā)的VISA 庫(kù)，可以去泰克的網(wǎng)站上免費(fèi)下載。如果是其他公司的示波器，也可以使用TekVISA 軟件。TekVISA 運(yùn)行后，會(huì)自動(dòng)尋找網(wǎng)絡(luò)上連接的LAN 和GPIB接口設(shè)備，同時(shí)顯示在提示框中，見(jiàn)圖3，根據(jù)不同的IP 地址，可以區(qū)別不同的儀器設(shè)備。

 
圖3 TekVISA 自動(dòng)尋找儀器界面

3.3 控制接口的選取

計(jì)算機(jī)與示波器建立連接的接口有很多，主要有GPIB、 LAN、 USB等接口。

a．.LAN   [TCPIP::192.168.0.188::INSTR]

b.  GPIB   [GPIB0::1::INSTR]

c.  USB   [USB::0X1234::125::A22-5::INSTR](DPO4K/3K/AFG3K)
3.4   .示波器和PC的基本設(shè)置(以LAN口為例)

a.設(shè)置示波器的IP地址，例如: 192.168.0.168

b.設(shè)置PC的IP地址，例如: 192.168.0.188

c.關(guān)閉示波器和PC的Windows和殺毒軟件的防火墻

3.5 啟動(dòng)TekVISA并進(jìn)行相關(guān)設(shè)置

a．把示波器的通信接口改為L(zhǎng)AN，下圖4.


圖4  示波器的通信接口改為L(zhǎng)AN

b．打開(kāi)PC上的TekVISA Instrument Manager，見(jiàn)圖5和圖6，查看PC和示波器是否建立了連接和是否找到了示波器。



3.6 啟動(dòng)LabVIEW開(kāi)始編寫控制程序

a.   啟動(dòng)LabVIEW，并打開(kāi)LabVIEW的Front Panel，編寫相關(guān)的軟件操作界面，見(jiàn)圖7。


圖7 LabVIEW控制示波器軟件操作界面

b.打開(kāi)LabVIEW的Block Diagram編程界面進(jìn)行編寫控制示波器的程序。

c.創(chuàng)建對(duì)象，見(jiàn)圖8.



圖8

d. 設(shè)置示波器參數(shù)，根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求以及后續(xù)數(shù)據(jù)處理的要求，設(shè)置示波器采集模式、示波器的通道、垂直分辨率、采樣率、觸發(fā)類型、記錄長(zhǎng)度等參數(shù)，以及相應(yīng)測(cè)量參數(shù)。圖9是設(shè)置示波器自動(dòng)測(cè)量頻率，圖10自動(dòng)讀取示波器的測(cè)量數(shù)值。



e.示波器滿足觸發(fā)條件后，采集數(shù)據(jù)，并把采集的數(shù)據(jù)顯示在軟件界面上。見(jiàn)圖11和圖12。



這樣， 一個(gè)完整的LabVIEW控制示波器的程序就編寫完畢 ，工程師還可以根據(jù)自己的應(yīng)用需求加上數(shù)據(jù)處理部分 。