基于VC_6_0的GPIB仪器控制实现方法

2008年10月第10期电子测试EL ECTRONIC TEST Oct.2008No.10基于VC ++ 6.0的GPIB 仪器控制实现方法高世鹰,刘振吉(中国工程物理研究院电子工程研究所　绵阳　621900)摘　要:利用VC ++6.0控制GPIB 仪器的程序直观、可读性较强,但需通过算法对回读的仪器波形进行解析。

LabV IEW 8.0具有自动解析波形的功能。

为了更好地利用两种软件的优势,提高编程效率,本文提出了在VC ++ 6.0环境下利用Agilent V ISA transition library 与LabVIEW 生成的动态链接库共同对GPIB 仪器进行控制的方法,并举例说明该方法在频谱仪控制中的应用。

关键词:GPIB 仪器;DLL ;V ISA 库中图分类号:TP334 文献标识码:BMet hod of GPIB instrument s control based on VC ++ 6.0Gao Shiying ,Liu Zhenji(Institute of Electronic Engineering ,China Academy of Engineering Physics ,Mianyang 621900,China )Abstract :Programmes of VC ++ 6.0controlling GPI B instruments are intuitionistic and readable ,but they need arithmetic to parse waveform read back from bVIEW 8.0can automati 2cally parse waveform.A method which is about GPI B instruments control based on VC ++ 6.0withthe combination of Agilent VISA transition library (V TL )and Dynamic Link Library (DLL )built by LabVIEW ,is put forward in order to use advantage of the two softs and improve efficiency of pro 2gramming.An example of its application in spectrum analyzer is also introduced.K eyw ords :GPIB inst rument s ;DLL ;V ISA library0　引 言基于GPI B 的自动测试系统是计算机技术和自动测试技术相结合的产物,目前仍广泛地应用于众多领域。

GPI B 标准接口总线是命令级兼容的外总线,主要用来连接各种仪器,组建由微机控制的自动测试系统。

各种仪器只要配备了这种接口,就可以按要求灵活组建自动测试系统[1]。

控制GPI B 仪器的过程就是给仪器发送指令,然后从仪器接收数据的过程[2]。

在VC ++ 6.0编程环境下,可以利用Agilent V ISA t ransition library (V TL )直接对仪器的参数设置进行控制,程序直观、可读性较强。

由于不同的仪器回传的波形长度不同,且仪器回传的波形数据是ASCII 码或二进制码,需通过算法进行波形数据解析,将其转换为十进制数组。

L ABV IEW8.02008.10Test Tools &Solution作为一个图形化编程软件,为实现仪器编程和数据采集系统提供便捷途径,其仪器I/O 助手可以自动对波形长度和波形数据进行解析。

在VC ++6.0环境下将Agilent V TL 与LabV IEW 结合使用,即利用Agilent V TL 直接对仪器的参数进行设置,利用LabV IEW 生成的动态链接库(DLL )来读取仪器波形,这样可以节省时间,以便将更多的精力投入到优化测试算法、提高测试准确性上。

1　GPIB 仪器控制的硬件平台GPIB 仪器控制的硬件平台由计算机、GPIB 电缆、U SB 2GPIB 控制器、GPIB 仪器组成,如图1所示。

其中,U SB 2GPIB 控制器是一个U SB 与GPIB 的接口转换控制器。

使用U SB 2GPIB 控制器时,不需要打开计算机主机箱,避免了计算机的内部噪声,且支持即插即用,使用起来较GPIB 卡方便。

同时,无需GPIB 电缆即可直接将U SB 2GPIB 控制器与仪器相连。

图1　GPIB 仪器控制的硬件平台2　GPIB 仪器控制的软件平台GPIB 仪器控制的软件平台为VC ++ 6.0,其底层将Agilent V TL 与LabV IEW 生成的DLL 相结合。

软件平台如图2所示。

图2　GPIB 仪器控制的软件平台2.1　调用Agilent VT LAgilent I/O Library 中包含VISA transition li 2brary (V TL ),只要安装I/O library 就可通过VC ++对仪器进行控制。

VISA 是VXIplug &play 系统联盟的35家最大的仪器仪表公司所统一采用的标准。

GPIB 、V XI 、RS232、L AN 等接口均支持V I 2SA 。

使用V ISA 编写仪器控制程序的好处在于,不需要了解底层的实际接口的类型是什么,无论对于GPIB 还是其他接口,只需要掌握V ISA I/O 这一套函数库,程序在运行时V ISA 就会根据实际接口类型自动调用相应的接口驱动程序例程,完成与仪器间的通信操作[3]。

利用V ISA 接口库提供的丰富的函数指令来建立计算机与仪器之间的控制指令、测试参数的互传,主要用到下述几个V ISA 函数[425]:(1)viOpenDefault RM (session ),用于初始化并定位V ISA 系统。

其中,session 表示一个V ISA 库函数中专用的与仪器之间进行通讯的ViSession 数据类型对象,在调用V ISA 库时,这是第一条必须使用的语句,表明V ISA 库函数已经启动。

(2)viOpen (3session ,rsrcName ,accessMode ,timeout ,3vi ),用于建立计算机与仪器之间联系的会话。

本函数紧跟在viOpenDefault RM (session )函数后,作为第二条命令使用,共有五个参数。

3ses 2sion 表示指向第一条语句中ViSession 数据类型对象的指针;rsrcName 表示要控制的仪器的参数值,包括其总线结构样式、地址,使V ISA 库能定位此设备;accesssMode 表示V ISA 系统对仪器的访问模式,有完全访问、命令只发不收、只收不发等几种方式,一般情况下,都直接取默认值为V INULL ,表示对设备完全访问;timeout 表示超时时间,表明当多少时间延迟后,仪器无反应,则认为此次命令发送失败,单位为ms ,一般取默认值V I_NULL ,表示不设超时控制;3vi 是一个指针,指向与被控仪器相关的ViSession 对象,访问它可随时获得设备任何时刻的被程控状态,一般预先定义一个vi 与当前测试工具与解决方案2008.10设备相关的ViSession对象,写为&vi。

(3)vi Printf(vi,writef rm),用于发送仪器控制指令,设置其初始参数值或指示其进行某项操作,使仪器动作或查询仪器状态。

其中,vi表示与当前控制设备相关的ViSes2 sion对象;writef rm,是字符串参数,表示对仪器发送命令的实际内容,是符合SCPI(Standard Com2 mands for Programmable Inst rument s,可编程仪器标准)的。

SCPI是为开发计算机和测试系统间的通用接口语言,是IEEE488.2标准硬件部分的顶层规范,是一个独立于硬件的纯粹软件标准。

SCPI 语句以ASCII文本的方式存在,因此可以加入到任何计算机测试编程语言之中,也可以通过任何仪器接口被发送,如GPIB、RS2232、L AN等。

(4)viScanf(vi,readf rm,params),与vi Printf 函数相对,表示接收所程控仪器回送的信息,并将其储存起来。

其中,vi表示与当前控制设备相关的ViSes2 sion对象;readf rm定义用于保存从仪器接收来的数据的类型,常用的有字符串型(表示为%t)、整型(表示为%d)等;params表示一个readf rm类型的变量,存储程控仪器发送的信息。

(5)viClose(vi),用于结束计算机与仪器之间联系的会话,所有为该会话分配的数据结构都被释放。

在程控过程,计算机需要不断地通过上述几个函数,将测试的相关参数发命令赋给仪器,并接收仪器回传的数据。

要在VC++6.0中编译V ISA 程序,需要在VC++6.0的库文件(Library Files)目录中加入visa32.lib,在包含文件(Include Files)目录中加入指定的目录。

2.2　调用LabVIEW生成的DLL动态链接库(DLL)是基于Windows程序设计的一个重要组成部分,是一个位于应用程序外部的过程库,它可以从应用程序中调用,在运行时被动态链接,但并没有被绑定到EXE文件上。

DLL是可共享和重入的,它的代码执行速度很快[6]。

VC++调用LabVIEW生成的DLL的步骤如下:(1)用LabV IEW仪器I/O助手编写读取波形数据程序。

在仪器I/O助手里,对仪器的一次访问操作被划分为若干个预定义的步骤,可以在这些定义好的步骤的基础上进行合理的组织,以构建一次完整的仪器I/O会话。

预定义的步骤是:Select In2 strument(选择仪器),用于选择要与之通信的目标仪器和定义基本的连接参数;Query and Parse(查询和解析),用于向仪器发送查询波形命令、读回仪器的响应结果,并利用Auto Parse功能自动解析波形数据。

在编写LabV IEW程序时一定要定义Connector(连接器),即定义参数形式和接口,使LabV IEW与VC++6.0能互相进行通信。

(2)在LabVIEW的Build Specifications中选择Shared Library(DLL),可对DLL的输出路径、函数接口等进行设置,生成3.dll,3.h,3.lib等文件。

(3)在VC++中调用DLL,需要在工程中添加上述3.h,3.lib文件以及LabV IEW中的cin2 tools文件夹路径。