自动测试系统全解

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。
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
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。
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
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
仪 器
仪 器
…
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
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
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）
❖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
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
（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。
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。