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第5章 Instrument I / O子模板与I / O接口设备的软件驱动 5.1 概述 5.2 GPIB总线简述 5.3 VXI总线简述 5.4 串口(RS-232 / 485)简述 5.5 VISA简述 5.6 应用举例 本章小结 5.1 概 述 计算机的发展不仅给人们的生活、工作带来了很多方便，同时也带动了别的行业的发展，测量领域也不例外。在测量领域，计算机已经成为测量系统的核心，彻底改变了传统的测量模式。测量系统已经从松散结合的、常常不兼容的、独立的仪器发展成紧密结合的测量系统。回顾测量领域的每一次飞跃，都和计算机的发展有关。 通用仪器总线GPIB于1978年问世，实现了计算机与测量系统的首次结合。它标志着测量仪器从独立的手工操作单台仪器走向程控多台仪器的自动测试系统，是虚拟仪器技术发展的第一阶段。虚拟仪器技术沿着两条主线发展：GPIB→VXI→PXI；PCI→标准串口→IEEE1394通用高速串行总线。1987年GPIB仪器总线与VME微机总线结合，诞生了VXI标准仪器总线。发展至今，由于总线类型的不同，形成了目前虚拟仪器的五种构成方式。 因此，软、硬件体系结构各不相同的总线仪器如何兼容成为一个突出的问题。所以，仪器标准化程度也在不断的推行与增强，在1993年成立了VXI即插即用系统联盟(VXI Plug Play，简称VPP)之后，1998年美国一些仪器厂家又成立了可互换虚拟仪器(IVI)基金会，提出了以计算机系统中即插即用为基础的可互换虚拟仪器思想。推行标准化以期实现不同厂商生产的产品或不同体系结构(如GPIB、VXI、标准串口、PCI、CompactPCI?/?PXI等)产品相互兼容，在相互取代时不必重新编写驱动程序，这就带来了VISA技术的发展。 在第4章已介绍了采用PCI计算机总线的PC–DAQ/PCI插卡式虚拟仪器系统及PXI虚拟仪器系统I/O接口设备的软件驱动方法，本章重点介绍GPIB、VXI、标准串口总线虚拟仪器系统I/O接口设备的软件驱动方法。 LabVIEW在Instrument I/O子模板上提供了多种图标可对NI公司生产的GPIB、VXI、标准串口I/O仪器设备进行驱动。对于非NI公司生产的上述I/O接口仪器设备，可用Instrument I/O子模板上提供的VISA图标来进行驱动。 5.2 GPIB总线简述 计算机技术和大规模集成电路技术的发展，促进了数字化仪器、智能化仪器的快速发展。与此同时，工程上也越来越希望将常用仪器设备与计算机连接起来组成一个由计算机控制的智能系统。目前工程中用到的仪器设备种类繁多，功能各异，独立性强，一个系统往往需要多台不同类型的仪器协同工作，而一般串、并口难以满足要求。 为此，人们从20世纪60年代就开始着手研究能够将一系列仪器设备和计算机连成整体的接口系统。GPIB(General Purpose Interface Bus)正是这样的接口，它作为桥梁，把各种可编程仪器与计算机紧密地联系起来，从此电子测量由独立的、传统的单台仪器向组成大规模自动测试系统的方向发展。 GPIB的硬件规范和软件协议先后被纳入两个国际工业标准：ANSI/IEEE 488.1和ANSI/IEEE488.2。今天，几百家厂商的数以万计的仪器都配置了遵循IEEE488的GPIB总线接口，应用遍及科学研究、工程开发、医药卫生、自动测试设备、射频、微波等各个领域。通过GPIB接口，可以将若干台基本仪器和计算机仪器搭成积木式的测试系统，在计算机的控制下完成复杂的测量。 GPIB仪器系统的构成是迈向“虚拟仪器”的第一步，即利用计算机增强和扩展传统仪器的功能，组织大型柔性自动测试系统，技术易于升级，维护方便，仪器功能和面板自定义，开发和使用容易。 5.2.1 GPIB总线接口系统的特点 典型的GPIB测量系统由PC机、GPIB接口卡和若干台(最多14台)GPIB仪器通过标准GPIB电缆连接而成。该系统具有以下四个显著特点： ① GPIB接口编程方便，减轻了软件设计负担，可使用高级语言编程。 ② 提高了仪器设备的性能指标。利用计算机对带有GPIB接口的仪器实现操作和控制，可实现系统的自校准、自诊断等要求，从而提高了测量精度。 ③ 便于将多台带有GPIB接口的仪器组合起来，形成较大的自动测试系统，高效灵活地完成各种不同的测试任务，而且组建和拆散灵活，使用方便。 ④ 便于扩展传统仪器的功能。由于仪器与计