仪器接口平台SCPI解析模块设计

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1、西华大学硕士学位论文仪器接口平台SCPI解析模块设计姓名：陈艳芬申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：杨景常20090501西华大学硕士研究生论文仪器接口平台SCPI解析模块设计电力电子与电力传动研究生陈艳芬指导教师杨景常随着计算机技术的迅猛发展，受其影响的仪器行业也发生了巨大的变革，即仪器的手动操作使用改为计算机控制自动测试。随着自动测试技术和程控仪器的发展，除了要求物理硬件接口标准化外，也要求软件控制标准化。硬件方面，从20世纪50年代自动测试概念建立起，经过初期专用接口、半专用接口到20世纪80年代中期才普及推广开放式标准接口总

2、线，如RS232串行通信接口总线、GPIB通用接口总线、PXl个人计算机外围仪器系统总线、VXI模块式仪器系统总线等。软件方面，1987年6月颁布的IEEE488．2(程控仪器消息交换协议)标准首先解决了数据结构方面的问题，但仍将大量的器件语义留给设计者自由定义。1990年4月，国际上九家仪器公司在IEEE488．2基础上提出了SCPI(StandardCommandsforProgrammableInstruments程控仪器标准命令)，才使程控仪器器件数据和命令得到标准化。SCPI的总目标是缩短自动测试系统程序开发时间，保护仪器制造者和使用者双

3、方的硬、软件投资，为仪器控制和数据利用提供广泛兼容的编码环境。仪器接收到SCPI消息后进行响应：接收字符串消息、词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成，语法分析模块的性能直接影响到程控执行效率。为了进一步简化仪器内语法分析模块、提高程控执行效率，本课题提出了在接口电路中加入解析模块的思想，可将控制器发送到仪器的SCPI消息即复杂的ASCII码字符串转变为简单的二进制代码。采用此解析模块将大大简化仪器设计者的软件工作，既能实现仪器语言标准化又能提高仪器对远程西华大学硕士研究生论文控制的响应速度，这在研究实验室内的自制仪器时将是很有用的。

4、仪器接口有很多种，本课题主要讨论了RS232和GPIB两种接口。本设计中仪器接口板是独立于仪器的，与仪器单独使用微处理器，若要与仪器连接实现通信只需在两微处理器之间进行通信即可，这样做的目的是：一方面可以不影响仪器的设计和操作，一方面可以实现接口板的通用性和仪器的可换性。针对于RS232接口为一简单接口，我先将工作重心放在软件设计上，主要考虑怎样把复杂的ASCII码字符串解析为简单的二进制代码。针对于GPIB接口，软件设计的主要部分已完成，再把工作重心放在硬件设计上，采用性价比更高的CPLD实现GPlB接口芯片NAT9914。为了观察解析结果还加入

5、了LCD显示。本设计在开发通用的、低价的仪器接口板方面做了一个有益的尝试，为进一步的自动测试系统研究打下了基础。关键词：仪器；SCPI；RS232接口；GPIB接口；CPLD西华大学硕士研究生论文DesignofSCPIParserModuleonInstrumentInterfacePlatformPowerElectronicsandPowerDlriveM．D．Candidate：ChenYanfenSupervisor：YangJingchangWiththerapiddevelopmentofcomputertechnology,thei

6、nstrumentindustryhasalsoexperiencingadramaticchange，themanualoperationofinstrumentchangetoautomatictestbythecomputer．Withthedevelopmentofautomatedtesttechnologyandprogrammableinstruments，Weneedthehardwareinterfacestandardizationandthesoftwarecontr01standardization．Inhardwareas

7、pect，formthefoundationofATSconceptinthefiftiesofthetwentiethcentury,openstandardinterfacebuswaspopularizedintheeightiesofthetwentiethcenturyafterearlierspecificinterfaceandhalf-specificinterface，theexamplesareRS232，GPIB，PXIandVXI．Insoftwareaspect，IEE488．2，printedinJune，1987，fi

8、rstlysolvedtheproblemofdatastructure，butitstillleftdesignerth