程控仪器标准命令SCPI

哈工大测控所
9
第一节 SCPI的目标及主要内容
1.语法与风格
助记符 程控题头 参数 表达式 状态报告
哈工大测控所
10
第一节 SCPI的目标及主要内容
1.语法与风格
助记符
任何仪器程控命令都有一个长型和短型助记符 IEEE488.2要求每个助记符的长度不能超过12个字符，包
括任何可能出现的数值后缀 短型助记符是长型助记符的缩写 SCPI要求仪器应该只接受精确的长型或短型助记符
参数形式
指明命令的参数个数和顺序，以及它们的合法取值
注释
通常命令的询问形式可以由命令形式加上问号构成；但 是不是所有的命令都有询问形式，也有的命令只能有询 问命令，注释部分的内容通常用于指示这样的情况
哈工大测控所
30
第三节 标准命令
一、SCPI命令可分为两类
公用命令 SCPI仪器特定控制命令
哈工大测控所
4
第一节 SCPI的目标及主要内容
程控命令面向测试功能，而不是描述仪器操作；兼 容的编程环境使用同样的命令和参数来控制具有相 同功能的仪器。
纵向兼容：是指同类仪器应有相同的控制命令
两台示波器在时基、触发、电压设置上应有相同的控制命令
使用同一命令能从两台不同的万用表读回直流电压
横向兼容：是指两台不同类别的仪器使用同样的命令来控 制类似的测试功能
哈工大测控所
22
第二节 SCPI语法与风格
某些字符程控数据被定义为特殊的数值程控 数据
DEFault：缺省值，它可能是仪器相关的，也可能 是SCPI标准指定的值
MINimum/MAXimum:最小/最大值 UP/DOWN：上/下，增加/减少
哈工大测控所
23
第二节 SCPI语法与风格
布尔程控数据
哈工大测控所
11
第一节 SCPI的目标及主要内容
助记符的生成规则
长型助记符由一个单词或短语构成。如果是单词，则整个 单词构成助记符；如果是短语，则每个单词的第一个字符 和整个最后一个单词构成助记符
CONFIGURE －－CONFigure
remote message－－RMESsage
短型助记符由长型助记符的前4个字符构成，如果长型助 记符的字符长度小于等于4时，长短型助记符相同
CONFIGURE －－CONF
TIME－－TIME
如果长型助记符的长度大于4，而第四个字符是元音时， 短型助记符将舍弃这个元音而变成3个字符
TIMer－－TIM SWEep－－SWE
哈工大测控所
12
第一节 SCPI的目标及主要内容
程控题头
公用命令与询问题头 仪器控制命令与询问题头
SCPI的可扩性，是其成为“活”标准
SCPI允许不断用新命令扩充仪器程控命令，当新的仪器出 现时能够保持与已有的SCPI仪器的编程兼容性
SCPI ATE测试程序是向上兼容的
哈工大测控所
8
第一节 SCPI的目标及主要内容
二.SCPI的主要内容 SCPI主要包括四部分内容:
语法与风格(Syntax and Style) 标准命令(Command Reference) 数据交换格式(Data Interchange Format) 仪器类别(Instrument Classes)
{<range>|MIN|MAX|DEF} {<range>|MIN|MAX|DEF}
CONFigure?
[query only]
哈工大测控所
29
第二节 SCPI语法与风格
关键字
提供命令的名字；由于SCPI命令基于层次结构，一个实 际的命令通常由一个或多个关键字构成，关键字之间用: 分隔
CONFigure:VOLTage:DC
哈工大测控所
28
第二节 SCPI语法与风格
CONFigure子系统（部分）命令树示例
Keyword Parameter Form
Notes
CONFigure :VOLTage :DC :AC :CURRent :DC :AC
Hale Waihona Puke Baidu
{<range>|MIN|MAX|DEF} {<range>|MIN|MAX|DEF}
1999年重新修订为 SCPI-1999
哈工大测控所
3
第一节 SCPI的目标及主要内容
一.SCPI的目标
SCPI的目标是缩短自动测试设备程序开发时间 SCPI通过为仪器控制和数据使用提供广泛兼容的编
程环境来达成这一目标。所有SCPI仪器都使用标准 化的程控消息、仪器响应和数据格式从而实现兼容 的编程环境
位置 仪器模型反映了仪器中测量和信号数据应用的流程 对具体的仪器而言，并不需要实现模型中的所有模
块的功能，只需实现仪器模型中用到的相应的模块 的功能
哈工大测控所
18
第二节 SCPI语法与风格
电压表可能只需要用到测量功能、触发功能和格式 化功能
测量功能
格式化
数据总线
触发
简化的检测仪器模型
单输出的源仪器可能只用到信号产生和格式化块
4.状态报告
SCPI要求IEEE 488.2规定的状态机制，包括完整 实现事件状态寄存器结构（Event Status register structure）。
SCPI器件的“最小状态报告结构”包含 IEEE488.2定义的“标准状态数据结构”及SCPI 定义的操作状态寄存器（OPERation Status register）和可疑数据/信号状态寄存器 （QUEStionnable data/signal Status register）。 它是SCPI要求的状态报告能力的核心部分。
哈工大测控所
2
为什么提出SCPI?
程控仪器发展简史
1960s，商用程控仪器出现 1975年，IEEE 488-1975
后来成为IEEE 488.1-1987
1987年，IEEE488.2 1990年，九家仪器公司联合推出SCPI
建立在IEEE488.2基础上 面向测试信号或测试功能 倡导仪器控制的一致性
哈工大测控所
26
SCPI 要求 的最 小状 态报 告结 构示 意图
哈工大测控所
27
第二节 SCPI语法与风格
四.SCPI命令树图 命令树图用于定义SCPI的命令集，它描述了
命令、命令之间的层次关系、相关的参数以 及必要的注释 命令树图通常由三部分构成：关键字 （KEYWORD）、参数形式（PARAMETER FORM）和注释（NOTES）
1.SCPI仪器公用命令
SCPI把IEEE488.2要求仪器必须执行的公用命令 作为SCPI仪器公用命令，这些公用命令用于控制 仪器的某些基本功能操作，其句法和语义遵循 IEEE488.2的规定
哈工大测控所
31
第三节 标准命令
命令 *CLS *ESE *ESE? *ESR? *IDN? *OPC *OPC? *RST *SRE *SRE? *STB? *TST? *WAI
减少类似测量功能的控制方法是保证编程兼容性的 关键
SCPI的基本原则是用同一命令控制相同的仪器功能 为便于学习，SCPI采用了为生产者和用户广泛支持的工业
标准名词和术语
哈工大测控所
6
第一节 SCPI的目标及主要内容
在与通信物理连接层硬件无关的高层次上定义程控 消息
SCPI基于IEEE488.2形成，但并不局限于GPIB接口，它也 可用于RS232C,VXIb总线
<Boolean>实际上是ON|OFF|<NRf>的简写 布尔数据没有单位，取值0或1 作为字符程控数据时，ON代表1，OFF代表0 作为输入时<NRf>被取整，非零就代表1 作为仪器响应数据时，只能取0或1，而不能使用
ON/OFF
哈工大测控所
24
第二节 SCPI语法与风格
3.表达式 数值表达式（Numeric Expressions）
补充 程控仪器标准命令SCPI
(Standard Commands for Programmable Instruments)
哈工大测控所
1
主要内容
本章的学习要解决三个问题
为什么提出SCPI? SCPI是什么？ SCPI怎么用？
SCPI的目标 SCPI语法与风格(Syntax and Style) SCPI标准命令(Command Reference) SCPI数据交换格式(Data Interchange Format) SCPI仪器类别(Instrument Classes)
信号发生
格式化
数据总线
简化的源仪器模型
哈工大测控所
19
第二节 SCPI语法与风格
二.标准命令的句法和型式
1.程控题头 公用命令和询问题头
﹡RST（复位） ﹡OPC?（操作完成询问）
﹡
<程控助记符>
?
公用命令和询问句法流图
哈工大测控所
20
第二节 SCPI语法与风格
仪器控制题头 OUTPut: ATTenuation （控制输出衰减） MEASure: VOLTage: AC?
表5－1 SCPI公用命令简表
功能描述
清除状态（Clear Status Command）
标准事件状态使能（Standard Event Status Enable Command）
标准事件状态使能查询（Standard Event Status Enable Query）
数据总线 格式化
信号路由
触发
存储器
信号产生
数据总线 格式化
图 SCPI程控仪器模型
哈工大测控所
17
第二节 SCPI语法与风格
SCPI采用这样一个仪器模型作为达成兼容性的一种 方式，SCPI关注纵向兼容、横向兼容、功能兼容三 种类型的兼容性
仪器模型体现了SCPI对仪器功能的观点和分类 仪器模型定义了语言元素在SCPI层次结构中放置的
与编程手段和程序语言无关，SCPI用户测试程序模 块易于移植
各种编程语言，如C、BASIC、FORTAN等都能完成SCPI命 令的传递
为程序员提供了非常灵活的测试程序编制环境
哈工大测控所
7
第一节 SCPI的目标及主要内容
SCPI提供不同层次的仪器控制
简单的测量命令为用户提供方便快捷的SCPI仪器控制，而 更详细的命令则提供传统仪器的控制
哈工大测控所
14
第一节 SCPI的目标及主要内容
2.标准命令
SCPI标准命令给出了SCPI要求的和可选的命令 SCPI命令可分为仪器公用命令和仪器特定控制命令
两个部分
仪器公用命令（IEEE488.2命令） 仪器特定控制命令
测量组命令 23个子系统命令
哈工大测控所
15
第一节 SCPI的目标及主要内容
:
<短型助记符>
:
<数值后缀>
?
<长型助记符>
仪器控制题头句法流图
哈工大测控所
21
第二节 SCPI语法与风格
三.参数
SCPI使用IEEE 488.2中规定的参数型式，只是有附 加限制
字符程控数据（Character Program Data） 十进制数值程控数据（Decimal Numeric Program Data） 布尔程控数据（Boolean Program Data） 功能耦合（Coupling of Functions） 测量单位和后缀（Units of Measure and Suffixes）
3.数据交换格式
定义了仪器与应用程序之间、应用程序和应用程 序之间以及仪器与仪器之间数据集的标准的表示 形式
数据交换格式采样模块化结构
4.仪器类别 （1999版本）
主要是定义了通用的仪器类别功能实现所需的命 令和行为
哈工大测控所
16
第二节 SCPI语法与风格
一.SCPI仪器模型
信号路由
测量功能
参数
字符程控数据 十进制数值程控数据 布尔程控数据 功能间的耦合 单位和后缀
哈工大测控所
13
第一节 SCPI的目标及主要内容
表达式
数值表达式 通道列表表达式 数值列表表达式 数据交换格式表达式 仪器指示表达式
状态报告
事件状态寄存器结构 操作状态寄存器 可疑数据/信号状态寄存器
示波器和电子计数器都能进行频率测量，横向兼容要求它们使用 同样的命令来进行频率测量
功能兼容：是指两台仪器使用同样的命令来执行同样的功 能
频谱分析仪和射频（RF）源同样能进行扫频，如果它们都使用同 样的命令来执行扫频的功能，那么它们在扫频上是功能兼容的
哈工大测控所
5
第一节 SCPI的目标及主要内容
（-5.0*1.000E-002） （5 MOD 3）
通道列表（Channel Lists）
（@1,2,4:7） （@1,2）,（@3,4） （@1!1:2!3）
数值列表（Numeric Lists）
（1.0,2.0,5.0） （1:5）
哈工大测控所
25
第二节 SCPI语法与风格