测试系统技术 教学课件 作者 郭军 第1－8章第4章.ppt

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1、第4章智能测试系统设计4.1智能测试系统的组成4.2智能测试系统的设计原则4.3单片机测试系统4.4PC机测试系统4.5通信总线4.6分布式测试系统习题与思考题4.1智能测试系统的组成4.1.1智能测试系统的硬件组成智能测试系统典型结构如图4.1所示。图4.1智能测试系统典型结构1.微机基本子系统微机基本子系统是整个系统的核心，对整个系统起监督、管理、控制作用，例如进行复杂的信号处理、控制决策、产生特殊的测试信号、控制整个测试过程等。此外，利用微机强大的信息处理能力和高速运算能力，可实现命令识别、逻辑判

2、断、非线性误差修正、系统动态特性的自校正、系统自学习、自适应、自诊断、自组织等功能。2.数据采集子系统及接口数据采集子系统及接口用于和传感器、测试元件、变送器连接，可实现参数采集、选路控制、零点校正、量程自动切换等功能。被测参数由数据采集子系统收集、整理后，传送到微机基本子系统处理。3.基本I/O子系统及接口基本I/O子系统及接口用于实现人-机对话、输入或修改系统参数、改变系统工作状态、输出测试结果及动态显示测控过程等功能，还可实现以多种形式输出、显示、记录、报警等功能。4.通信子系统及接口通信子系

3、统及接口用于实现本系统与其它仪器仪表、系统的通信与互联，依靠通信子系统可根据实际需求灵活构造不同规模、不同用途的微机测控系统，如分布式测控系统，集散型测控系统等。通信接口的结构及设计方法，与采用的总线技术、总线规范有关。例如有IEEE488(即GPIB)总线、RS-232C总线、STD总线、VXI总线、现场总线等，总线技术及规范不同，需要采用不同的软硬件接口、不同的技术平台来支撑。5.控制子系统及接口控制子系统及接口实现对被测控对象、被测试组件、测试信号发生器，甚至于系统本身和测试操作过程的自动控制。接口根

4、据实际需要以各种形式大量存在于系统中，接口的作用是完成它所连接的设备之间的信号转换(如进行信号功率匹配、阻抗匹配、电平转换和匹配)和交换、信号(如控制命令、状态、数据信号、寻址信号等)传输、信号拾取、对信息进行必要的缓冲或锁存、增强微机自动测试系统等功能。4.1.2智能测试系统的软件结构1)初始化模块软件初始化包括中断安排、堆栈初始化、状态变量初始化、各软件标志初始化、系统时钟初始化、各变量存储单元初始化、系统参数初始化等。2)数据采集模块该模块可完成对数据采集电路的控制、测试数据的读取、存储等。3

5、)数据处理模块该模块可完成非线性校正、标度变换、量程自动转换、软件抗干扰等。4)人机接口模块该模块可完成测试结果显示，如模拟显示、数字显示、混合显示等，还可完成对键盘、触摸屏等输入设备的译码及扫描等管理。5)通信与控制模块该模块可实现与上位机或其它仪器仪表、系统的互联及通信控制。该模块的设计与系统采用的通信总线标准、通信协议、通信接口电路等因素有关。6)时钟管理模块定时电路及时钟管理在微机自动测试系统中必不可少，主要用于：数据采样周期定时；控制周期定时；多参数巡回显示的显示周期定时；故障监视电路的

6、定时信号等(定时的实现有硬件、软件和软硬件结合等方法)。7)监控模块监控程序的主要作用是及时响应来自系统或外部的各种服务请求，有效地管理系统软硬件资源，并在系统一旦发生故障时，能及时发现和做出相应的处理。监控程序调用各功能模块，形成一有机整体，实现对测试系统的全面管理，如图4.2所示。因此监控程序设计成为系统软件设计的核心。图4.2测试系统软件模块结构模型图4.2智能测试系统的设计原则智能测试系统不同于传统测试系统，其主要特点在于“智能”性，因此，设计智能测试系统要从如何充分提高系统的智能，提高系统自

7、动化程度来考虑。在实际应用中，一般应遵循以下原则：(1)系统功能匹配原则。系统的性能是一种总体表现，而不是由组成系统的单个部件来达到的。因此，过分强调组成系统的部分组件性能指标，最终只能造成总体系统的资源浪费，必须意识到，智能测试系统是作为总体存在的。(2)功能与规模相适应原则。不考虑系统应用的实际需要，单纯地追求“高精尖”是没有意义的。智能测试系统的设计应从实际需求出发，以完成系统任务要求，并适当留有扩充余地的思路来进行。给系统添加不必要的“高、新”技术、特殊功能只能增加系统的复杂度，降低系统的可靠性，增加

8、不必要的成本。(3)硬件软件化原则。软件的灵活性、可维护性及开发成本等在总体上都大大优于硬件，随着计算机技术的迅速发展，这一趋势日益明显。如果同一功能既能用硬件实现又能用软件实现，则软件势必成为首选方案。这样可以极大地降低系统的开发成本、缩短研制周期、提高系统的可维护性。(4)最佳性价比原则。一项产品最终在市场上能否取得成功，性价比是非常关键的因素。对于智能测试系统也不例外。在追求