GPIB技術在數字電路自動測試系統設計中的應用

鄭丹

摘要：數字電路被廣泛應用于社會生產工作中，隨著社會的發展，數字電路的復雜性不斷提升，增加了系統故障檢測工作難度。為了解決傳統數字電路自動測試系統中存在的問題，提升系統的自動化程度，需要將GPIB技術融入到數字電路自動測試系統設計中去，做好硬件及軟件兩方面設計內容，提升數字電路自動測試系統的穩定性。

關鍵詞：GPIB技術? 數字電路? 自動測試系統? 硬件? 軟件

前言

數字線路現階段被廣泛應用于我國的各行各業中，并且取得了良好的應用效果，提升了生產和生活質量。近年來，隨著社會經濟的快速發展，帶動了信息化水平的提升，對數字電路系統提出了更高的要求，系統將變得更為復雜，應科學設計數字電路設計規劃方法及故障檢測方法，以確保數字電路的高效穩定運行。GPIB技術作為科學技術的產物，將其應用于數字電路自動測試系統設計中，優化了數字電路自動測試系統結構，提升了數字電路自動測試系統應用效果及質量。

一、GPIB技術在數字電路自動測試系統的過程

測試項目的實現主要是使用計算機，使用精密及可靠的測試手段對多個測試儀器在科學領域及工業生產領域中的實際應用情況進行分析的過程。現階段，一般會將GPIB接口設置在測試器中，并與計算機進行連接，以完成對自動測試系統的創建。該項系統在實際的應用過程中，不僅提升了數據的處理能力，有助于確保儀器測量的精度，用軟件來替代硬件使用。一般情況下，一個完整的數字電路自動測試系統由測試器、接口總線、控制器及測試軟件及部分內容構成。

二、GPIB技術在數字電路自動測試系統設計中的應用

（一）系統硬件結構設計中的應用

中線在數字電路自動測試系統設計中起到傳輸媒介作用，為測試設備信息與主控計算機之間信息傳輸，GPIB和PXI屬于測試系統中的總線技術，在測試系統中應用GPIB技術有助于提升測試系統的穩定性，具有成本低、創建靈活及操作簡單等優勢。數字電路自動測試系統由數字量I/O模塊、主控計算機、GPIB控制器構成，數字量I/O模塊在與計算機相連接時，主要是借助USB接口來實現，將激勵信號提供給被測試電路。為了確保測試點數據及信號能夠有效輸出去，主要是使用采集數字電路來實現。

測試系統中所使用的測試儀器由信號源、萬用表、程控電源及示波器構成，在實際的應用過程中大大滿足了電路中的供電需求，在對電源進行供電時，主要是使用±5V、±12V和±15V來完成對電源的供電，一般將供電的功率控制在30W，對提升負載及電壓的穩定性具有重要作用。在實際的測量過程中，應充分考慮到數字電路板中是否存在部分模擬信號序號測量，測量波形一般以數模混合性示波器為主。做好儀器GPIB地址設置尤為重要，屬于儀器及計算機的不同標志。需要將多塊GPIB卡安裝在系統中，應明確板卡地址。為了確保計算機和儀器能夠建立連接，應重新選擇GPIB儀器，以此來確保系統中儀器的GPIB地址是不同的。通常，一些高檔的儀器在進行GOIB地址設置時，主要是使用菜單來進行選擇設置。當地址設置完成之后，確保GPIB和Lab能夠實現通訊。GPIB儀器的通訊流程為：開始，儀器初始化，儀器通訊，儀器通訊包括以下兩方面內容：第一，儀器狀態的設置，發送測量命令，開始測量。第二，讀取測量數據，數據顯示，數據存儲。最后完成測量，點擊是，結束測量。

（二）系統軟件結構設計中的應用

（1）軟件功能結構

在數字電路自動測試系統設計中，需要將Lab作為軟件開發平臺，明確軟件測試需求，系統軟件的功能結構由以下幾部分內容構成：程序初始化、系統自檢、開關網絡控制、儀器遠程控制、數據處理、數據存儲和打印。在程序初始化中，應測試儀器的GPIB地址，對測試項目的參考標準值進行測試，創建日志文件，對系統上電及數據存盤路徑進行合理設置。在系統自檢中，應檢測數字DIO卡的工作狀態，在對適配器是否能夠正確連接進行分析時，需要以儀器組的連接狀態為依據。在開關網絡控制中，應發送數字開關量控制開關，控制開關網絡通斷情況，并測試指示燈的開關。在儀器遠程控制中，在對信號源、萬用表、電源進行控制中主要是使用GPIB來進行，將其作為系統供電及測試芯片，模擬測試環境，提供激勵信號，以此來確保測試過程的順利開展。在數據處理中，對標準參考值與實際測試數據值之間存在的差異進行對比，判斷實際測試數值是否處于相關的標準值范圍內，將結果顯示在程序面板中。在數據存儲和打印中，需要將整體的測試過程合理的記錄在日志文件中，在對測試結果進行存儲時一般是采用報表方式來進行。

（2）測試報表設計

虛擬儀器在實際的應用過程中展現出了測量數據調度及保存功能，一般需要在Excel表格中來進行設計軟件結果的存儲。Excel表格在使用之前，需要提前做好報表預先設計工作，設計任務包括數據不處理及系統實現測量等，需要通過Excel表格對最終得到的數據及結論進行傳輸，在表格預先設置位置中將各種數據信息寫入進去。該種編程方案屬于一種混合形式，使程序之間的數據交流問題得以有效的解決。Windows環境進程，在對信息進行交流時，一般主要是使用共同協議來進行，為了能夠滿足這一要求，一般是使用Active X來實現。Active X主要是指嵌入技術及對象連接，通過將兩個應用程序組合到一起，使其能夠在同一個程序中開展工作。在對應用程序中的方法及屬性進行訪問時一般主要是使用Active X來實現。VC+Excel通信結構模型為Active X客戶端（獲得一個存在對象，獲得并且設置對象屬性，調用對象方法），通過屬性設置，Active X服務器端定義及顯露Active X對象，通過獲取屬性，回到Active X客戶端。之后，可采用手動方式將工作表及預制表格打開，當以上操作完成之后，才可進行單元格操作。

（3）功能測試模塊設計

設計功能測試模塊的主要目的是能夠檢測被測試電路是否能夠正常工作。若測試后結果顯示電路不正常，則說明電路存在故障。通過對功能測試模塊的構成內容進行分析可知，包括電路建模、測試矢量生成、數據收集幾方面內容構成，其中，電路建模主要是指創建的專門用于測試電路板的一種模型，該種模型被廣泛應用于大部分電路中，在特定電路中取得了良好的應用效果。一般需要在數據庫電路模型庫中進行模型信息存儲，重點對數字電路中的故障及測試矢量存在的優缺點進行統計。在數字電路測試系統中測試矢量生成作為其中的一項重要內容，需要將施加何種激勵來激活各種類型的故障作為系統故障檢測中的一項重要內容。

三、結論

在數字電路自動測試系統設計中應用GPIB技術，有效的解決了NI檢測技術無法解決的問題，具有檢測成本低及操作簡單等優勢。通過對硬件及軟件系統設計的合理性進行檢測，有助于確保檢測系統運行的穩定性，為數字電路向更高層次發展奠定了良好的基礎。

參考文獻

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