自动测试系统全解

（1）微机内置式：是由单片或多片微机芯 片与仪器有机地结合在一起形成的单机。
特点：
专用或多功能；
小型化、便携式干电池供电；
易于密封，适应恶劣环境，成本低。
用途：适用于工业控制、科学研究、军工企 业、家用电器等方面。
（2）微机扩展式（个人计算机仪器PCI或 称微机卡式仪器） ： 是以个人计算机为 核心的应用扩展型测量仪器。
可程控测量仪器接口总线（GPIB，位 并行，字节串行）及可程控仪器和测控 计算机。
9.1 自动测试系统
二、自动测试系统发展概况 3. 第三代测试系统：仅由微型计算机、通用
硬件（激励信号产生电路、取样器和接收 器、可程控测试接口等）和应用软件组成； 充分发挥计算机的能力。
9.2 智能仪器
一、智能仪器的定义及特点 1. 智能仪器的定义：是含有微计算机或微处理器
测量的精确度； ➢ 数字滤波、相关、卷积、反卷积、幅度谱、相位
谱、功率谱等信号分析→提供更多高质量的信息 3）多功能化 ： 4）操控界面的“键盘化”： 5）友好的人机界面：
9.2 智能仪器 二、智能仪器的组成：硬件和软件。
1、智能仪器硬件系统组成 硬件系统的两种基本类型： ➢ 微机内置式（单片机为核心） ➢ 微机扩展式（PC机为核心）
第9章 自动测试系统
❖ 本章重点 9.1 自动测试系统 9.2 智能仪器 9.3 虚拟仪器 9.4 接口总线及信道 9.5 测试软件 9.6 自动测试系统的组成 本章小结 习题九
第9章 现代电子测量技术—自动测试系统 —ATS,Automatic Test System —CAT,Computer Aided Test
9.3 虚拟仪器
三、虚拟仪器软件结构（VISA：Virtual instrument software architecture）
➢ VISA的任务：统一VXI虚拟仪器模块的软、硬件标 准，进而达到统一I/O软件的目的。
➢ VISA具有与仪器硬件无关的特性，全世界各VXI厂 商在编写VXI虚拟仪器驱动程序时所公用的底层函 数集，遵循VISA标准，可使得系统用户所写的应用 程序，不仅可用于VXI总线系统，也可用于GPIB总 线或带RS232接口设备的系统中。
软件 5. 被测对象
9.1 自动测试系统
二、自动测试系统发展概况 1. 第一代测试系统：多为专用系统，常
针对某具体任务而设计；其结构特点 是，采用比较简单的定时器或扫描器 作为控制器，其接口也是专用的，故 通用性比较差。
9.1 自动测试系统
二、自动测试系统发展概况 2. 第二代测试系统：采用了标准化的通用
RAM、
非
传感器
A/D
电
输入通道
量
电
EPROM I/O接口
打印机
量 仪器面板
键盘、开关、显示器
被测量 传感器 放大器 S/H A/D 执行机构 放大器 D/A
人机接口（键盘，显示器，通讯）
MCU
微机扩展式智能仪器个人仪器（PCI）结构图
个人计算机 总线扩展槽
PC总线
软件
电源
Baidu Nhomakorabea
仪 器
仪 器
…
❖本章重点： 自动测试系统的组成和发展概况 智能仪器和虚拟仪器 总线接口、测试软件 自动测试系统的集成
9.1 自动测试系统
一、自动测试系统（CAT平台）的基本组成 1. 控制器：系统的指挥、控制中心 2. 程控仪器设备：能完成一定的具体测试、控制任务 3. 总线与接口：完成消息、命令、数据的传输与交换 4. 测试软件：为完成系统测试任务而编制的各种应用
9.3 虚拟仪器
一、虚拟仪器的基本概念和特点 ➢ 在计算机和必要的仪器硬件确定之后，软件就是PCI
仪器发展的关键。软件就是仪器成为流行的说法。 ➢ NI（National Instruments）公司1986年设计的
LabVlEW（Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench）l.0， 2003年发展到Labview7.0，推动虚拟仪器（VI: Virtual Instrument）技术的发展。 ➢ 图形化编程语言建立的虚拟仪器面板，完成对仪器 的控制、数据采集、数据分析和数据显示功能。
的测量仪器，它拥有对数据的存储、运算、逻 辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的 作用（表现为智能的延伸或加强等）。
2. 智能仪器的基本特点： 1）测量过程的软件控制：CPU→软件控制测量过程
“以软代硬” →灵活性强、可靠性强 2）强大的数据处理功能 ： ➢ 随机误差、系统误差、非线性校准等处理→改善
9.3 虚拟仪器
一、虚拟仪器的基本概念和特点 ➢ 虚拟仪器系统特点： ① 由用户定义仪器功能； ② 仪器硬件模块化；可重用和重新配置； ③ 强调软件就是仪器的新概念； ④ 系统功能、规模可通过修改软件、更换仪
器硬件而增减；技术更新速度快，开发维 护费用低。
二、虚拟仪器的组成及关键技术 1、虚拟仪器的一般结构
特点： ❖使用灵活、应用范围广； ❖可充分利用PC已有的各种资源； ❖数据处理功能强，内存容量大； 用途：适于复杂的、高性能的信息处理。
智能仪器硬件系统通用结构组成：微机系统，输入、 输出电路，人机接口和通信接口电路4部分。
内嵌微处理器智能仪器的基本结构
输出通道
D/A
单片机 或DSP
外部通信 RS-232C、USB
仪 器
通 用
插插
插接
件件
件口
扩展底板或外部插件箱
GPIB总线
PCI
个人仪器结构图 工 控 机
笔 记 本 普通台式PCI
PCI
2、智能仪器软件系统组成
（1）功能执行程序：实现各种实质性的功 能，如测量、计算、显示、打印、输出 控制和通信等。
（2）监控程序：是专门用来协调各个执行 模块和操作者关系的程序，在系统程序 中充当组织调度的角色。监控程序的结 构大致分作业顺序调度型、作业优先调 度型和键码分析作业调度型3种。
个人仪器的扩展
二、虚拟仪器的组成及关键技术 2、虚拟仪器的构成方式 ✓PC-DAQ系统： ✓GPIB系统： ✓VXI系统： ✓PXI系统： ✓串行接口系统： ✓现场总线系统：
二、虚拟仪器的组成及关键技术 3、虚拟仪器中的关键技术 ➢实时性：数据采集、存储和信号分析之间以
二进制的数据形式进行高速数据传输；方向 是高速、线性、大动态的A/D或D/A；高速数 据发生、快速数据分析与处理等。 ➢DSP：提高测量的重复性和稳定性；构成频 域与时域测试的桥梁。