教学材料《LabVIEW实验与应用》-第１３章

１３.１案例简介ＶＸＩ总线作为美国空军自动测试设备的标准，由于其军队保密的特殊性，国内一般较少采用ＶＸＩ总线仪器实现测试，笔者接触的ＶＸＩ虚拟仪器设计经验也极少。以下引用董介春《基于ＶＸＩ总线的虚拟计数器的设计》一文提及的相关内容，希望有助于加深读者对ＶＸＩ总线的理解。由于基于ＶＸＩ总线的计数器模块是将传统的计数器按照ＶＸＩ总线规范的要求做成插卡式仪器，插入ＶＸＩ总线主机箱中，其基本原理与传统的计数器是相同的，即利用脉冲整形电路，将被测信号变成标准的脉冲信号，然后由计数器对该脉冲信号进行计数。下一页返回１３.１案例简介而计数只能做累加计数，因此要实现测频率、周期、时间间隔等多种功能，需在计数器前增加闸门电路。在闸门时间间隔ＴＢ内，闸门开启，计数器即对被测信号计数；在ＴＢ之外闸门关闭，计数器则停止计数。故计数电路累加的计数值Ｎ＝ＴＢ／ＴＡ＝ｆＡ／ｆＢ，式中ｆＡ为闸门“１”端输入的计数信号频率，ＴＢ为闸门“２”端输入的闸门脉冲持续时间。当闸门“１”端加入不同的计数信号Ａ（未知或已知），而“２”端加入不同的时间控制信号Ｂ（未知或已知），且一般ｆＡ≥ｆＢ时，即可实现频率、周期、时间间隔、脉宽等多种测量功能。上一页下一页返回１３.１案例简介通常，加入“１”端的计数信号Ａ有被测信号、内部时标信号，加入“２”端的闸门信号Ｂ有被测信号（周期为Ｔ）、内部闸门信号、两被测信号（时间间隔为ｔ２－１）、被测信号（脉宽为ｔ）。按照计数信号和闸门信号的不同组合，即可实现表１３.１.１所示测量功能。多功能计数器模块中采用了消息基器件接口方案，将其集成到ＶＸＩ总线平台上，主要完成频率、周期、时间间隔、脉宽及频率比等时间参数的测量。该模块借鉴传统计数器的工作原理，由８０３１单片机统一控制，在系统设计上严格遵照ＶＸＩ总线规范和ＶＭＥ总线设计标准，能执行ＩＥＥＥ４８８.２标准和ＳＣＰＩ命令，能支持字串行协议。上一页下一页返回１３.１案例简介本模块在与ＶＸＩ总线的接口电路中使用了Ａ１６地址空间，能进行１６位数据传输，使用两片双端口ＲＡＭ作为ＶＸＩ总线与８０３１的共同存储体，将每片的最低６４个字节作为ＶＸＩ总线接口的配置寄存器和通信寄存器，由译码电路对各单元电路进行寻址。本模块具有中断能力，可向ＶＸＩ总线请求中断服务，由８０３１单片机通过数据线向ＶＸＩ总线发出中断向量，控制数据传输应答线进行应答，并将数据放在数据线上，命令者模块可以读取此数据，待数据被读取后，就释放数据传输应答线。上一页下一页返回１３.１案例简介功能电路由输入通道、闸门控制电路、计数电路等组成，其中输入通道由阻抗变换电路、放大电路和整形电路组成，闸门电路是用来产生计数器的门控信号，计数电路采用了专为微机系统设计的Ｉｎｔｅｌ８２５４－２芯片作为计数部件，由于它本身带有信号输入端ＣＬＫ和闸门控制端ＧＡＴＥ，相当于闸门的“１”和“２”端，所以Ｉｎｔｅｌ８２５４－２能同时起到闸门和计数电路的双重功能。因此将其３个计数器经过合理组合，就可得到计数电路和分频电路。软件设计采用汇编语言编写，通过ＶＸＩ总线接收外部主控制器发送来的命令和数据，以控制计数器进行频率、周期等测量，测量完成后进行数据处理，并将结果通过ＶＸＩ总线送往ＣＲＴ显示。上一页返回１３.２软件实现根据功能，测试软件可以分为两部分。一部分是用户界面，这部分是按用户要求，根据测试对象编写的，主要是显示测试结果和完成人机对话；另一部分是测试程序，完成对ＶＸＩ模块的操作，并处理和取得测试结果。虽然对于不同的测试任务，测试程序所执行的功能不同，但所有测试任务又都有一些共同之处，即每一个测试任务都分为若干个测试单元，每一个测试单元都完成一项测试功能，并取得结果以及对结果进行处理，这样就可以编写一个子程序完成对每一测试单元的测试。其中模拟频率比测试部分的程序框图如图１３.２.１所示。返回１３.３软件分析与总结受相关条件限制，本案例无法提供