1、2023-5-7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 2023-5-7参考书：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系统集成，赵会兵，清华大学出版社虚拟仪器技术规范与系统集成，赵会兵，清华大学出版社 4)自动测试系统，自动测试系统，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
2、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2023-5-71、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
3、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2023-5-7测量参数测量参数序号序号所测参数所测参数测量部位和测点数测量部位和测点数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;空气滤进、出口空气滤进、出口 2;散热器进、出口散热器进、出口 42压力压力 6机油和冷却液机油和冷却液 2;车内气压车内气压 1;进排气压进排气压 2;燃油压力燃油压力 13转速和扭矩转速和扭矩8发动机输出轴发动机输出轴 1;变速箱输入输出轴变速箱输入输出轴 3;传动箱输入输出轴传动箱输入输出轴 1;主动轮轴主动轮轴 2;风扇轴风扇轴 14应力应
4、力 应变应变17扭力轴扭力轴 6;平衡肘平衡肘 6;传动箱体传动箱体 1;车体受力部件车体受力部件 45流量流量7燃油和冷却液燃油和冷却液 2;润滑系润滑系 2;散热器进出口散热器进出口 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2023-5-7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测参数所测参数测量部位和测点数测量部位和测点数5流量流量7燃油和冷却液燃油和冷却液 2;润滑系润滑系 2;散热器进出口散热器进出口 36振动加速度振动加速度26负重轮轴负重轮轴 6;发动机体发动机体 1;发动机座发动机座 2;传动部件传动部件 2
5、;排气管排气管 1;车内底甲板车内底甲板 6;车体顶部车体顶部 6;仪器支架仪器支架 27车体姿态车体姿态2 28角位移角位移6扭力轴扭力轴 69力力4操纵杆力操纵杆力 2;制动踏板制动踏板 1;牵引钩牵引钩 110噪声噪声 2车内声级车内声级 2;车内声谱车内声谱 111车速车速1水上航速水上航速 12023-5-7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
6、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2023-5-7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 2023-5-7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
7、品测试2023-5-7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-Machine Interface 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2023-5-7PXI机箱机箱2023-5-7PXI模块仪器模块仪器PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器2023-5-7PXI/CompactPCI 演示系统演示系统PXI/演示系统演示系统2023-5-7VXI演示系统演示系统PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器2023-5-7
8、LXI仪器仪器PXI/CompactPCI 模块仪器模块仪器2023-5-72、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
9、系统的集成2023-5-7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2023-5-73、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
10、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的关系 就业的需要就业的需要第第1 1章章 自动测试系统概论自动测试系统概论 2023-5-7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
11、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。2023-5-7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
12、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(Automatic Test System)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动测试手动测试？2023-5-71.2.1 1.2.1 虚拟仪器（虚拟仪器（Virtual InstrumentVirt
13、ual Instrument，简写为简写为VIVI）：在以计算机为核心的硬件平台上，由：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种计算机仪器系统。实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
14、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。2023-5-7 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：2023-5-71.2.2 1.2.2 虚拟仪器的虚拟仪器的“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
15、拟仪器功能示意图15.60A2023-5-7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2023-5-7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 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
16、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。2023-5-7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同，虚拟仪器的构成方式主要有以下几种类型种类型 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
17、并行总线PCI Express2023-5-7 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：系统的指挥、控制中心。包括小型计算机、个人计算机、单片机、人计算机、单片机、DSPDSP。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。：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、伺服系统程控多用表、信号源、控制开关、伺服系统2023-5-73.3.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、
18、插槽、电缆等。电缆等。2023-5-74.4.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：为完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、测试主程序、驱动程序、测试结果打印程序、I/OI/O程序。程序。2023-5-75.5.被测对象被测对象：如坦克、飞机、导弹、卫星、雷达、大型通：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、接插件等与程控仪讯交换机、手机等，需要通过电缆、接插件等与程控仪器、设备相连。器、设备相连。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
19、组合起来的测测量仪器量仪器和和其它设备其它设备的有机整体。的有机整体。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2023-5-7扫描器AD打印机定时控制器：模拟信号2023-5-7第一代自动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2023-5-72023-5-7计算机接口被测对象程控电源接口程控测量系统接口202
20、3-5-72023-5-7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2023-5-72023-5-72023-5-72023-5-7PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）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(National Instruments)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
21、。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、
22、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。2023-5-72023-5-7远程测试的要求远程测试的要求，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
23、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、测试相比是一个质的飞跃。试相比是一个质的飞跃。2023-5-7EthernetInternet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2023-5-72005年9月23LXI标准文本1.0版 2023-5-7 2023-5-7w新的总线技术的应用新的总线技术的应用 总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 PCI Express-PXI Expressw模块化、集成化是硬件发展的主
24、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。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。2023-5-72023-5-7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。2023-5-7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
25、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2023-5-7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
26、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2023-5-72023-5-7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
27、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。2023-5-7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Easy I/O for DAQ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
28、(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2023-5-7LabVIEW(LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，即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用图形化的符号而不是使用文本式的语言来描述程序的行为。提供使用图形化的符号而不是使用文本式的语言
29、来描述程序的行为。提供了测试、测量和过程控制领域使用的大量显示和控制对象，如表了测试、测量和过程控制领域使用的大量显示和控制对象，如表头、旋钮、图表等，用户可以采用头、旋钮、图表等，用户可以采用画流程图式画流程图式的编程方法简单迅的编程方法简单迅速地编写程序。速地编写程序。（2 2）高效的程序编译器）高效的程序编译器采用采用编译方式运行编译方式运行3232位应用程序，执行速度与位应用程序，执行速度与C C语言不相上下。语言不相上下。LabVIEWLabVIEW内置有代码评估器，可以将程序中对时间要求苛刻的部分内置有代码评估器，可以将程序中对时间要求苛刻的部分代码进行分析并实现最优化。此外，代码
30、进行分析并实现最优化。此外，LabVIEWLabVIEW也可将程序转换为也可将程序转换为“*.exe.exe”独立可执行文件。独立可执行文件。2023-5-7（3 3）灵活的程序调试手段）灵活的程序调试手段用户可在程序中设置断点单步执行程序，在程序的数据流上设置探针用户可在程序中设置断点单步执行程序，在程序的数据流上设置探针，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持支持NINI公司生产的各种插卡式和分布式数据采集产品，包括公司生产的各种插卡式和分布式数据采集产品，包括ISAISA、PCIPCI等各种总线产
31、品，提供工业等各种总线产品，提供工业I/OI/O设备（例如记录仪、设备（例如记录仪、PLCPLC等）的驱等）的驱动程序，以及标准的动程序，以及标准的RS-232RS-232、GPIBGPIB、VXIVXI和和VISAVISA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括数值函数、字符串处理函数、数据运算函数和文件包括数值函数、字符串处理函数、数据运算函数和文件I/OI/O函数，还函数，还包括槪率与统计、回归分析、线性代数、信号处理、数字滤波器包括槪率与统计、回归分析、线性代数、信号处理、数字滤波器、窗函数、三维图形处理等高级分析函数。、窗函
32、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供了与提供了与LabWindows/CVILabWindows/CVI源代码相互调用的接口；提供源代码相互调用的接口；提供DLLDLL库接口，库接口，使用户能够在使用户能够在LabVIEWLabVIEW平台上调用其他软件平台编译的模块，实现平台上调用其他软件平台编译的模块，实现在在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2023-5-7Agilent VEEAgilent VEE（Agilent Visual Engineering Agil
33、ent 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 1）图形化的编程）图形化的编程Agilent VEEAgilent VEE提供了虚拟仪器系统应用领域所需要的各种显示或控制提供了虚拟仪器系统应用领域所需要的各种显示或控制模块，如按钮、图表显示器、温度指示器、容器、柱状图、时域模块，如按钮、图表显示器、温度指示器、容器、柱状图、时域波形、频域波形等，用户还可以根据需求自行编辑这些目标模块波形、频域波形等，用户还可以根据需求自行编辑这些目标模块的属性，
34、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 VEEAgilent VEE采用流程图式的程序设计方式，优点是直观、思路清晰采用流程图式的程序设计方式，优点是直观、思路清晰，设计者不必关心一些编程的细节，也易于实现多个程序的并发，设计者不必关心一些编程的细节，也易于实现多个程序的并发执行。执行。（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。2023-5-7（3 3）丰富的仪器驱动程序）丰富的仪器驱动程序A
35、gilent VEEAgilent VEE提供了大量的提供了大量的仪器驱动程序，利用这些驱动程序可以直仪器驱动程序，利用这些驱动程序可以直接控制仪器设备。此外，接控制仪器设备。此外，Agilent VEEAgilent VEE还提供两种控制仪器的简易还提供两种控制仪器的简易方法：仪器控制面板和方法：仪器控制面板和Direct I/ODirect I/O目标模块。仪器控制面板提供目标模块。仪器控制面板提供通过计算机来控制仪器的用户接口，有了控制面板后，就不必知通过计算机来控制仪器的用户接口，有了控制面板后，就不必知道控制仪器中某个仪器的专用命令，一旦通过菜单和对话框完成道控制仪器中某个仪器的专用
36、命令，一旦通过菜单和对话框完成仪器配置后，驱动器就会自动地在总线上传输正确的命令串。使仪器配置后，驱动器就会自动地在总线上传输正确的命令串。使用用Direct I/ODirect I/O目标模块，则需要使用专用命令，直接与仪器进行目标模块，则需要使用专用命令，直接与仪器进行通信。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 VEEAgilent VEE对对数据分析与处理的功能虽稍弱于数据分析与处理的功能虽稍弱于LabVIEWLabVIEW，但其数据分，但其数据分析析函数库的功能非常强大，这些函数库包括了数理统计、类型比函数库的功能非常强大，这些函数库包括了数
37、理统计、类型比较、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）灵活的程序调试手段用户可在任何一个目标模块处设置断点、单步执行程序，很方便地观用户可在任何一个目标模块处设置断点、单步执行程序，很方便地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 VEEAgilent VEE支持支持TCP/IPTCP/IP协议和协议和InternetInternet功能，便于实现远程测试和功能，便于实现远程测试和远程监控。远程监控。2023-5-7L
38、abVIEWLabVIEW的数据处理能力较强，而的数据处理能力较强，而Agilent VEEAgilent VEE在仪器控制在仪器控制方面比较灵活、方便，特别是现方面比较灵活、方便，特别是现AgilentAgilent公司的许多测公司的许多测试仪器在工业控制和科研领域应用广泛，试仪器在工业控制和科研领域应用广泛，Agilent VEEAgilent VEE对对AgilentAgilent仪器和其他厂家的通用仪器提供了较大的支仪器和其他厂家的通用仪器提供了较大的支持，在强调设备监控的场合，持，在强调设备监控的场合，Agilent VEEAgilent VEE是比较好的是比较好的选择。选择。目前目
39、前LabVIEWLabVIEW应用相对更多。应用相对更多。2023-5-7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。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。销量第一。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。
40、只需要进行填表式操作，形处理、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。2023-5-7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
41、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2023-5-7PC-DAQPC-DAQ（Data AcQuisition-Data AcQuisition-数据采集）仪器，是基于数据采集）仪器，是基于PCPC机机的数据采集仪器。的数据采集仪器。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
42、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。2023-5-7PC-DAQPC-DAQ仪器的设计仪器的设计 PC-DAQ PC-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
43、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LabWindows/CVILabWindows/CVI、LabVIEWLabVIEW、HP VEEHP VEE等。等。以基于以基于PCPC机的总线为基础，设计要遵循机的总线为基础，设计要遵循PCPC机的总线标准。机的总线标准。PC机内的总线标准和性能对所设计的仪器系统的性能具有关键机内的总线标准和性能对所设计的仪器系统的性能具有关键性的作用。（如总线速度、电源性的作用。（如总线速度、电源）2023-5-71 1、ISAISA总线总线 ISA总线（总线（Industrial Standard Architecture），），IBM
44、 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总线是一种多主控总线，即除总线是一种多主控总线，即除CPUCPU外，外，DMADMA控制器、控制器、DRAMDRAM刷新控制器和带微处理器的智能接口控制卡都可以成为刷新控制器和
45、带微处理器的智能接口控制卡都可以成为ISAISA总线的主控设备。总线的主控设备。除了工业控制计算机外，不再提供除了工业控制计算机外，不再提供ISA扩展槽，扩展槽，新设计不应新设计不应采用采用。2023-5-7PCIPCI总线（总线（Peripheral Component InterconnectPeripheral Component Interconnect）外部设）外部设备互连总线，备互连总线，Intel 1991Intel 1991。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
46、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。2023-5-7通用串行总线（通用串行总线（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
47、；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）与外设有足够的带宽和连接距离，与外设有足够的带宽和连接距离，USB 1.1USB 1.1低速低速1.5Mbit/s1.5Mbit/s，全速，全速12Mbit/s12Mbit/s；USB 2.0USB 2.0高速高速480Mbit/s480Mbit/s。5 5米米。（5）USBUSB传输数据的方式灵活，支持控制传输、等时传输、传输数据的方式灵活，支持控制传输、等时传输、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
48、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。2023-5-7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，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）与外设有足够的带宽和连接距离，与外设有足够的带宽和连接距离，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
49、（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 2023-5-7连接器和电缆对比连接器和电缆对比2023-5-7 如：CAN、Lorworks和Profibus、2023-5-7RS232、并口（打印口）、并口（打印口）、网络口网络口2023-5-7一、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
50、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。考虑因素：通道数（考虑因素：通道数（8路路复用复用或并行）、信号输入方式（或并行）、信号输入方式（单端单端和差分）、和差分）、输入电压范围输入电压范围(-10-1010V V)、采样速率（、采样速率（100KSamSam/s）、分辨率）、分辨率(16位位)、精度（、精度（0.05%）、输入阻抗（）、输入阻抗（50/1M）、放大器增益、放大器增益、信号调理（如前端滤波）信号调理（如前端滤波）。电压表SHADCDSP示波器频谱仪 15.60A2023-5-7 为为DAQDAQ仪器系统提供激励源。仪器系
