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1、IEEE国际组织在1975年对GPIB进行了标准化，由此GPIB变成了IEEE 488标准。术语GPIB，HP-IB和IEEE 488都是同义词。GPIB的原始目的是对测试仪器进行计算机控制。然而，GPIB的用途十分广泛，现在已广泛用于计算机与计算机之间的通讯，以及对扫描仪和图像记录仪的控制。 GPIB是一个数字化的24线并行总线。它包括8条数据线，5条控制线（ATN、EOI、IFC、REN和SRQ），3条握手线和8条地线。GPIB使用8位并行、字节串行的异步通讯方式。也就是说，所有字节都是通过总线顺序传送，传送速度由最慢部分决定。由于GPIB的数据单位是字节（8位），数据一般以ASCII码字

2、符串方式传送。 有三种方式来标明传送数据结束。通常，GPIB包括一根连接线（EOI），用来传送数据完毕信号。或者，也可以在数据串结束处放入一个特定结束符（EOS）。有些仪器用EOS方法代替EOI信号线方法，或者两种方法一起使用。还有一种方法，听者（数据接收方）可以计数已传送的数据字节，当达到限定的字节数时停止读取数据。只要EOI，EOS和限定字节数的逻辑“或”值为真，数据传送就停止。一般字节计数法作为缺省的传送结束方法，典型的字节数限定值等于或大于需要读取的数据值。每个设备，包括计算机接口卡，必须有一个0到30之间的GPIB地址。一般GPIB接口板设置为地址0，仪器的GPIB地址从1到30。G

3、PIB有一个控者（你的电脑）来控制总线。在总线上传送仪器命令和数据，控者寻址一个讲者，一个或者多个听者。数据串在总线上从讲者向听者传送。LabVIEW的GPIB程序包自动处理寻址和大多数其他的总线管理功能。GPIB软件包： LabVIEW在Instrument I/O功能模板的GPIB和GPIB 488.2子模板下有许多GPIB通讯功能子程序模块，这些模块在工作平台上可以调用低层的488.2驱动软件。大多数的GPIB应用程序只需要从仪器读写数据串。下面讨论传统的GPIB Write/Read子程序模块。 GPIB Write模块把data string中的数据写入address string指

4、定的设备中。Mode指定如何结束GPIB写入过程，如果在timeout ms指定的时间内操作未能完成，则放弃此次操作。Error In和Error Out字符串与出错处理程序配合使用，检测可能的出错情况。Status是16位的布尔逻辑数组，每个元素代表GPIB控者的一种状态，详见本课程的稍后部分。 在上图程序中，GPIB WRITE模块把“VDC；MEAS1？；”字符串写入地址=2的GPIB设备中，本实例采用缺省值MODE=0，timeout ms=25000。 GPIB READ模块从address string指定地址的GPIB设备中读取由byte count指定的字节数，用户可以使用Mo

5、de参数指定结束读取的条件，与byte count一起使用。读取的数据由data string返回。 用户必须把读取的字符串转换成数值数据，才能进行数据处理，例如进行曲线显示。Error In和Error Out是出错指示数簇。GPIB READ模块遇到下列情况之一则中止读取数据：（1）程序已经读取了所要求的字节数。（2）程序检测到一个错误。（3）程序操作超出时限。（4）程序检测到结束信息（由EOI发出）。（5）程序检测到结束字符EOS。 如上图所示的程序中，GPIB Read从地址=2的设备中读取20个字节的数据。该程序使用了缺省值MODE=0，TIMEOUT MS=25000。在本例中，如

6、果读够了20个字节，或者检测到EOI，或者超出25000ms时间，读取过程将结束。应用练习目的：使用GPIB子程序模块与GPIB设备通讯。 建立一个与任何GPIB仪器通讯的程序。本例采用传统的GPIB子程序与指定仪器进行GPIB读写操作。命令行参数“*idn?”适用于大多数IEEE 488.2兼容仪器，它要求仪器返回其标识符。前面板：1、从FILE菜单中选择NEW打开一个新面板。2、 建立上图所示的控制和显示（请记住，从程序框图中，选择相应的功能模块，再选择Create Control或者Create Indicator,可以产生所有的控制和显示）。3、 从“写入数据”控制栏中输入“*idn?

7、”，在“字节计数”中输入数值100。程序框图：1、 打开框图编程窗口。 2、 创建如上图所示的框图子程序模块。GPIB Write功能模块（在Instrument I/O:GPIB子模板）。该模块把字符串写入GPIB仪器。GPIB Read功能模块（在Instrument I/O:该模块从GPIB仪器中读取数据字符串。General Error Handler功能模块（在TIME & DIALOG子模板）。该模块检查出错报告字符串，如果发现错误，则显示一个对话框。3、 返回到前面板，并运行该程序。在“读出数据”显示栏中将显示仪器的标识字符串，如果无数据返回，而接收到一个GPIB出错信息，EAB

8、O，或者error=6，这就表示你的仪器不能读命令参数“*idn?”.请查阅仪器的使用手册以找出合适的相应命令。4、 把上述程序以GPIB.vi的名字保存，然后关闭。第三课 仪器控制（3）之VISA编程 VISA是虚拟仪器软件结构体系（Virtual Instrument Software Architecture）的简称。VISA是在所有LabVIEW工作平台上控制VXI、GPIB、RS-232以及其他种类仪器的单接口程序库。VISA是由组成VXI plug&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。采用了VISA标准，就可以不考虑时间及仪器I/O选择项，驱动软件可以相互相

9、容使用。VISA包含的功能模块在Instrument I/OVISA子模板中。大多数的VISA功能模块使用了VISA session参数，该参数在Control模板的Path and Refnum子模板中。 VISA session是每次程序操作过程的唯一逻辑标识符。它标识了与之通讯的设备名称以及进行I/O操作必需的配置信息。它由VISA Open功能模块产生，提供给VISA主功能模块使用。VISA Open功能模块产生标识信息，然后把它传送给下一个VISA功能模块。这样简化了数据流编程。它相似于文件I/O模块的参考名功能。 VISA session的缺省值是Instr。如果需要，可以打开VI

10、SA session选择如下值：Instr、 GPIB Instr、 Serial Instr和VISA/GPIB-VXI RBD Instr。下面介绍常用的VISA功能模块：VISA Open、VISA Write、VISA Read和VISA Close。 VISA Open根据Resource Name和VISA session与指定的设备建立通讯。模块返回VISA session标识值，使用该标识值就可以调用此设备的任何其他的操作功能。Error in和Error out字符串包含出错信息。 Resource Name包含I/O接口类型以及设备地址等信息。其编程语法如下表所示：接口程序

11、语句SERIALASRLboard:INSTRGPIBGPIBboard:primary address :secondary address:INSTRVXIVXI board:VXI logical address :INSTRGPIB-VXIGPIB-VXI board:GPIB-VXI primary address:INSTR 关键词GPIB用于同GPIB设备建立通讯，关健词VXI通过嵌入式或MXI总线控制器同VXI仪器建立通讯，关键词GPIB-VXI用于GPIB-VXI控制器，关键词SERIAL用于异步串行设备通讯。 在上例中，VISA open模块通过仪器描述字符串“GPIB:2

12、:0:INSTR”与主地址=2的GPIB设备建立通讯。 VISA Write模块把write buffer中的字符串写入VISA session指定的设备。dup VISA session向下传送相同的session值。在UNIX工作平台上，数据同步写入；在其他工作平台上，数据异步写入。return count返回实际传送的字节数。error in和error out字串包含出错状况。 VISA Read读取由VISA session指定设备中的数据。byte count指明读入read buffer中的字节数。磅VISA session向下传送相同的session值。在UNIX工作平台上，数

13、据同步读入；在其他工作平台上的数据异步读入。VISA Close关闭由VISA session指定设备的通讯过程，释放系统资源，error in和error out字串包含出错状况。应用练习目的：用VISA模块与GPIB设备或者串行设备通讯。 本练习使用VISA功能模块向指定设备（GPIB或者串行设备）读写数据。命令参数“*idn？”适用于大多数仪器，无论是GPIB通讯或者串行通讯。它返回仪器的标识字串。本课中所有VISA练习都是根据Fluke 45万用表编程。1.打开一个新的前面板，并且照上图建立控制和指示件。VISA session控制件可以在CONTROLS模板中的Path&Refnum

14、子模板中找到。也可以通过VISA Open功能模块创建。2.Resource Name控制件应包含下列值：*对于地址=2的GPIB仪器：“GPIB:INSTR”*对于COM1上的串行仪器：“ASRL 1:INSTR”3.在Write Buffer字串控制栏中输入“*idn?”，在Byte Count控制栏中输入100。1.打开框图窗口。2.按照上图选择创建框图对象并连接线。调用了下面的模块： VISA Open功能模块（在Instrument I/O:VISA子模板）。此模块打开通讯过程，并产生VISA session参数。VISA Write功能模块（在Instrument I/O:此模块把

15、数据串写入指定设备。VISA Read功能模块（在Instrument I/O:此模块从指定设备中读入数据。VISA Close功能模块（在Instrument I/O:此模块关闭VISA Session。3.返回前面板并运行该程序。VISA session控制件保持为设置值INSTR。如果要修改此参数，可以打开VISA session控制件，选择VISA Class值。根据Resource name的设置值，可以选择与GPIB或者串行设备进行通讯。4.以VISA.vi文件名保存该程序，并关闭程序第四课 分析处理（3）之数字滤波器数字滤波器用于改变或消除不需要的波形。它是应用最广泛的信号处理工

16、具之一。两种数字滤波器分别是：FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器。FIR滤波器可以看成一般移动平均值，它也可以被设计成线性相位滤波器。IIR滤波器有很好的幅值响应，但是无线性相位响应。带通、带阻与过渡带宽带通指的是滤波器的某一设定的频率范围，在这个频率范围的波形可以以最小的失真通过滤波器。通常，这个带通范围内的波形幅度既不增大也不缩小，我们称它为单位增益（0dB）。带阻指的是滤波器使某一频率范围的波形不能通过。理想情况下，数字滤波器有单位增益的带通，完全不能通过的带阻，并且从带通到带阻的过滤带宽为零。在实际情况下，则不能满足上述条件。特别是从带通到带阻总有一个过渡过程，在一些

17、情况下，使用者应精确说明过渡带宽。带通纹波和带阻衰减 在有些应用场合，在带通范围内放大系数不等于单位增益是允许的。这种带通范围内的增益变化叫作带通纹波。另一方面，带阻衰减也不可能是无穷大，我们必须定义一个满意值。带通纹波和带阻衰减都是以分贝（dB）为单位，定义如下：dB=20log（Ao（f）/Ai（f）其中，Ao（f）和Ai（f）是某个频率等于f的信号进出滤波器的幅度值。例如，假设带通纹波为-0.02dB，则有：-0.02=20log（Ao（f）/Ai（f）Ao（f）/Ai（f）=10（-0.001）=0.9977可以看到，输入/输出波形幅度是几乎相同的。假设带阻衰减等于-60dB,则有：-

18、60=20log（Ao（f）/Ai（f）Ao（f）/Ai（f）=10（-3）=0.001输出幅值仅是输入幅值的千分之一。衰减值用分贝表示时经常不加负号，我们已经设定它为负值。用数字滤波器消除不需要的频率分量1. 打开Low Pass Filter.vi程序。这个程序设计了一个低通巴特沃斯滤波器，从输入信号中滤除10Hz分量。 转换到框图程序。框图程序：1. 验证主框图程序，它使用了下面的子程序： Butterworth Filter VI子程序（在AnalysisFilters子目录）。在本例中，采用巴特沃斯滤波器，指定滤波器阶数与截止频率，滤除输入正弦波中的高频分量，把输出波形在屏幕上显示。

19、 运行该程序，改变滤波器阶数，观察滤波器的效果。 虽然在LabVIEW中使用数字滤波器很简便，但还是需要你对数字信号处理的理论有一个基本了解。为此，VI公司提供了一个附加的工具软件，叫作数字滤波器设计工具箱（Digital Filter Design Toolkit）。该软件用LabVIEW开发，有很好的交互式图形用户界面。可以把所设计的滤波器集成到LabVIEW、LabWindows/CVI或者其他的编程环境。第四课 分析处理（4）之曲线拟合作者：佚名教程来源：不详点击数：1653更新时间：2007-8-15曲线拟合的目的是找出一系列的参数a0, a1, ,通过这些参数最好地模拟实验结果。下

20、列是LabVIEW的各种曲线拟合类型：* 线性拟合 把实验数据拟合为一条直线yi=a0+a1*Xi* 指数拟合 把数据拟合为指数曲线yi=a0*exp（al*Xi）* 多项式拟合 把数据拟合为多项式函数： yi=a0+a1*Xi+a2*Xi2*通用多项式拟合 与多项式拟合相同，但可以选择不同的算法，以获得更好的精度和准确性。*通用线性拟合 公式为yi=a0+a1*f1（Xi）+a2*f2（Xi）,这里yi是参数a0, a1, a2等的线性组合。通用线性拟合也可以选择不同的算法来提高精度和准确度。例如：y=a0+a1*sin（X）是一个线性拟合。因为y与参数a0, a1有着线性关系。同样道理，多

21、项式拟合也总是属于线性拟合，但是它可以采用一些特殊算法以提高拟合处理的速度和精度。*General Levenberg-Marquardt拟合 把数据拟合为公式yi=f（Xi, a0, a1, a2）。其中a0, a1, a2是参数。这种方法是最通用的方法，它不需要y与a0, a1, a2有线性关系。它可用于线性或非线性拟合，但一般用于非线性拟合，因为对于线性曲线的处理采用通用线性拟合方法更加快捷。这种方法不能保证结果一定正确，所以，有必要验证拟合结果。对指数关系数据进行线性拟合 打开Linear Curve Fit.vi程序。这个例子假设我们收集了10对实验数据t和y，我们有理由相信它们之间

22、有线性关系。 切换到框图程序。验证框图程序，它使用了如下的子程序：Linear Fit子程序（在AnalysisCurve Fitting子模板）。在本例中，它把实验数据拟合为一条直线，求出系数a和b，以满足yi=a+b*ti；以及实验结果和拟合结果之间的误差的均方根值。输入数据是一个两维数组，是采用DAQ卡采集数据时的通用格式。我们用Index Array子程序可以分解得到两个一维数组yi与ti。3.“MSE”表示误差均方根值，误差越小，拟合结果越好。运行该程序。曲线将显示实验数据和拟合结果。应用练习2对指数数据执行多项式拟合前面板：打开Polynomial Fit.vi程序。这个例子假设实

23、验数据之间为多项式关系： yi=a0+a1*ti+a2*ti2当多项式为一阶时，有两个参数，结果是一个线性拟合，与前一个例子相同。当阶数为二阶时，结果是一个二阶多项式带三个参数，多项式参数存放于数组ai。 切转到框图程序。General Polynomial Fit.vi子程序（在AnalysisCurve Fitting子目录）在本例中，把实验数据拟合为二阶多项式曲线，返回结果为拟合数据，多项式系数以及拟合误差的均方根值。本例使用多项式拟合，求出了多项式系数a0,a1,a2等。一般情况下，我们总是尽可能使用最低阶的多项式。运行程序。将显示实验数据和拟合结果的数据。串口通信协议示例与分析311

24、5align=left cellpadding=10 cellspacing=0 变频器与个人电脑使用RS-232/RS-485 串行总线连接，如下所示： 在通讯操作中，通过个人电脑以命令方式控制仪器。通讯数据格式： l 起始位： 1 位 数据位： 8 位 奇偶位： 无 停止位：应答及命令格式： 命令模式 ： 数据头，只有以：开头的数据包才认为有效。 AD 设备号，当前通讯的设备ID。 ？ 指明该数据是PC发出的指令。 RI 响应时间，从PC发出命令到仪器应答的时间。 SC 和检验码，等于图中“和校验范围”所示各位相加。 应答模式 # 指明该数据是仪器发回的应答数据。 其它同上。 故障模式%

25、指明该数据是仪器发回的故障数据。协议说明： 无论是控制仪器还是查看仪器数据都需要PC发出相应的命令；只要PC发出命令（前提是与仪器正常通讯），仪器都会返回数据（应答或故障）。使用LabVIEW编写通信模块： 1. 主要节点：Functions-Instrument I/O-VISA Resource Name Constant, Functions-Serial-VISA Config Serail Port, VISA Read, VISA Write, VISA Close 2. 串口设置：根据仪器说明设置如波特率等等串口参数。超时设置根据上述RI。 3. 写串口指令：根据上述“命令模式”的格式包装命令数据，和校验由“和校验范围”中数位相加而得，所以之前应该写一子VI用来计算和校验。建议使用以下变量来包装数据： prefix：前缀，这里是： devID：设备号 type：通讯类型（这里是？），可以与RI合并 cmdNum：命令号 cmdValue：命令号对应的命令值 sumVerify：和校验码 end：结束字符 注意：一般协议要求“命令内容”满足一定的位数，所以应该做一个子VI，专门在那些数位不够的命令前补足空