基于gpib接口及数字存储示波器的数据采集

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1、基于GPIB接口及数字存储示波器的数据采集上海大学自动化系王道洪高艳霞(上海，200072)摘要本文首先简要介绍了GPIB接口及数字存储示波器的基本工作方式，然后给出了基于C++的通过GPIB接口实现微机与数字存储示波器之间的数据传输实施方案。关键词GPIB接口;IEEE-488;数字存储示波器；1•引言随着科研和生产的现代化发展，对测试技术的要求也越来越高，而传统仪器那种独立使用、手动操作的模式，难以胜任这种复杂的多任务的测量要求。近几年来，计算机技术得到了迅猛发展，其丰富的软、硬件资源以及低廉的价格，使得计算机在测试系统领域中发挥了极其重要的作用。利

2、用计算机实现对仪器的操作、控制，代替传统的人工操作方式，使用预先编制好测试程序，就可以排除人为因素造成的测®误差，实现自动测试，提高测试效率和精度。从而使得计算机和测试仪器的通信成为一个必须解决的问题。由于测试仪器种类繁多，无法对仪器的信号线的设置、逻辑电平和接口功能实行统一的标准。美国NI(NationalInstalments)公司的GPIB接口卡使得这一W题得到了解决。GPIB接U就像一座桥梁把可编程仪器与计算机紧密的联系起來，实现了两者之间的通信。巾于传输数据的快速性，使得GPIB卡在需要快速、大延传输数椐的场合得到了广泛的应用。本文所述的数椐采

3、集技术应用于电力电子器件参数自动辨识系统。由于要采样波形的快速性，一般的数据采集卞难以满足要求。这里示波器完成数据采集，GPIB卡完成数据传送，很好解决了数据采集及传输的快速性问题。2.GPIB接口简介在1975年，IEEE采用了HP-IB的接口技术，形成了IEEE488M际标准，从而提出了GPlB(GeneralPurposeInterfaceBus)的名称。GPIB是一个8位并行通用接口总线，其传输率达到1.5Mbyte/s;设备间最大距离不超过4m,平均距离不超过2m;系统可带14台设备；GPIB总线有8根数据线，3根挂鈎线，5根接II管理线，8根

4、地线。在连接方式上，GPIB既可以总线式连接，也可以星型连接。IEEE488为GPIB系统设备定义了3种属性：控者(controller)，讲者(talker)，听者(listener)。控者通常是计算机，它对总线上的数据流进行管理；讲者负贵发送仪器设备的命令和数据；听者负责接受这些命令和数据。设备可具有其中的多个属性。所有GPIB设备和接门都必须分配一个GPIB地址，其地址范围为：0〜30。当控者要和GPIB设备通信时，就可以使它们的地址成为听地址和讲地址。图1力GP1B寻址命令字。GPIB地址位的第六位是TA(TalkActive),第五位是LA(L

5、istenActive)。如果一台设备的地址为1,则控者送41H,使该设备成为讲者。因为控者地址通常为0,所以使命令字为20H，其本身就成为听者。765432100TALAGPIB地址(0〜30)图1GPIB寻址命令字GPIB是8位井行通用接口总线。其通用性大大简化了软、硬件的设计，只需进行简单的电缆连接，就可以开始软件的开发。它提供高速度的数据传输（1.5mb/s）,传输距离最人可达20moRS-232是一个8位串行接口，设备间最大距离为15m，传输距离达1.2krrU专输速率较低力3.8kbytes/s。TDS3052示波器带有GPIB和RS-232

6、接口，都可以实现数据采集，但由于RS-232传送速率较慢，在要求快速采集数据的场合，一般采用GPIB接口。2.数字存储示波器工作方式简介数字存储示波器，也叫数字示波器，是一种能够用来显示被观测信号的波形和能够记录、存储、处理待研究变化过程波形参数的电子测量仪器。其工作原理是按-定的吋间间隔，对输入信号进行采样，利川A/D转换，把被测模拟信号变力数字信号，并存储起来。显示时，调出数字信号，经过D/A转换，恢复为模拟信号，显示在示波器的CRT上。数字示波器不仅可以观测周期重复信号，而且也能够观测非周期的单次或随机的信号。3.1数字示波器的取样方式示波器的取样

7、方式分实时取样和非实吋取样。等效吋间取样属于非实吋取样，其取样速率较慢，它是对输入信号多次循环采样而得到的采集样品。采用等效时间取样，必须使输入信号能够完全重复出现，不允许有相位和幅位的变化，否则示波器将生成假数据点，这称为混齊。巾于这个特点，等效时间取样不能捕获单次瞬变信号，但它能够对很岛频率的周期性信号波形进行取样。实时取样是一种直接取样的方法，它是以单次方式在一个周期内取得再现被测信号波形的全部样点。它能够观测快速单次瞬变信号，并能减少混叠失真的可能性（只耑采用合适的采样率，以保证采集到足够的点数）。巾于该项目要求对数据波形进行快速采集，所以采用了

8、这种实时取样。3.2数字示波器的触发方式美国Tektronix公司的TDS305