中国电子科技集团第三十八研究所安徽省合肥市230001
摘要：雷达接收机有大量的参数需要测量。传统的人工测试方法既费时又费力，而且测量的结果受人为因素的影响，已经不能满足实际测试的要求。而基于通用接口总线的雷达接收机自动测试系统是解决该问题的一条可行途径。文中介绍了该远程测试系统的硬件结构和软件设计。在软件设计上，本系统用AgilentIOLibrariesSuite将VB程序转化为能够被程控仪器识别的标准命令，从而控制有通用接口总线接口的仪器;而仪器端则根据使用的命令树设计了一种基于二叉树的命令解析程序来解析控制端发送的命令。通过实际测试，该测试系统成功实现了计算机对通用接口总线设备的远程控制。
关键词：接收机;VB软件;自动测试系统;通用接口总线
一、GPIB总线结构
GPIB总线(GeneralPurposeInterfaceBus,通用接口总线)也称IEEE488总线,最初由HP公司提出,1975年被采纳为IEEE488标准。
GPIB总线是专用的仪器控制总线,通过GPIB板或外部GPIB控制器与仪器设备连接,最多可连接15台设备。
GPIB总线通过24根线与仪器设备进行通信,包括8根数据线、3根信号交换线、5根通用控制线和8根地址线。连接在总线上的设备统称为器件,向总线
发送数据的设备称为“讲者”,从总线接收数据的设备称为“听者”,控制总线的设备称为“控者”,有的设备既可作为“讲者”,又可作为“听者”。GPIB总线设置了三条通信联络线,它们分别是“数据有效DAV”,“未准备好接收数据NRFD”以及“数据未接收完毕NDAC”,保证了数据的可靠传递。
二、系统硬件组成及工作原理
本自动测试系统由带一块GPIB接口卡计算机1台，R＆S信号源SMT062台，频谱仪av4036一台，AgilentN8975A噪声仪1台，keysightpna—x矢网1台，若干GPIB总线和被测件组成。在组成系统的每一台仪表上面设置GPIB地址如:“GPIB0::17::INSTR”。通过GPIB电缆将计算机和所有仪器仪表连接在一起后，安装AgilentGPIB接口卡附带的AgilentIOLibrariesSuite，运行光盘的安装程序，按照向导安装GPIB接口卡驱动，驱动程序安装成功后即可通过GPIB卡，发送控制命令。
三、系统软件
3.1软件开发平台
该系统选择WIN7作为操作系统;选择Lab2Windows/CVI作为主控程序和检测程序开发工具,完成对被测发射机性能指标的测试。LabWindows/CVI提供了GPIB/GPIB488.2函数库对GPIB总线、GPIB板和GPIB仪器进行控制。GPIB/GPIB488.2函数库提供了一组高层的通信控制函数,不需要了解访问GPIB仪器、控制GPIB总线的底层协议,直接调用这些控制函数就可以实现GPIB总线控制。此外,该函数库还提供了底层的函数对GPIB进行各种基本操作。
3.2仪器通信的实现
在这里我们以功率计为例,来阐述仪器通信的实现过程。打开并初始化功率计:owermeter=ibdev(0,address,NO_SAD,T10s,1,0);GPIB接口卡的地址为0、功率计的主地址为address,没有辅地址、超时设置为10ms、使用默认传输结束方式。向功率计发送命令:ibwrt(Powermeter,write_buffer,strlen(write_buffer));
write_buffer存储发送的命令;strlen(write_buffer)命令字节个数从功率计读取数据:ibrd(Powermeter,read_buffer,numToRead);read_buffer储存读取的数据;numToRead从设备中读的最大数通信完成退出后关闭设备:ibonl(Powermeter,0)
3.3系统软件结构
本系统软件在开发时采用模块化结构,便于软件维护、扩展和升级。试功能接口是以函数接口形式被测试程序调用,完成某一项测试、数据管理、显示、打印等功能。测试程序通过软件面板与测试人员实现了良好的交互。
3.4测试流程
该自动测试系统进行测试的基本过程是:开机,然后打开测试文件,进入主界面;系统自检;进入发射机性能测试界面;测试完毕,保存结果,如需故障诊断则进行故障诊断;打印测试结果;退出测试主界面;关机。
四、GPIB自动测试系统的设计结构
4.1自动测试系统软件设计
本系统的测试操作比较复杂，因此我们应该选择具有多任务处理能力的操作系统。并且利用VISUALC++开发软件，以此实现源码级的多个级别的重用。自动测试系统软件是整个系统的核心，因此软件的设计应该以数据的采集、传输以及处理等为核心，实现多个模块之间的连接。分析整个自动测试软件系统模块主要包括：GPIB通信模块、数据库管理模块、数据处理模块以及UDP通信模块。本系统中的软件主要是通过GPIB接口进行通信，因此其需要相应的硬件驱动程序支持即提供标准的I/O函数库――VISA。
VISA函数库具有：一是资源管理类。资源管理类主要是函数通过查找GPIB设备、与设备建立逻辑连接实现对硬件设备的操作，避免了人工操作的局限；二是基本输入类，其主要是与GPIB设备进行基本的读写操作，并且实现了读写数据过程的不转换性，实现了读写数据的实时显示；三是格式化输入/输出，该功能主要是与设备进行格式化的读写操作转换，实现程序的自动转换；四是GPIB接口功能类，其主要是对GPIB设备进行操作指令的操作，比如利用该功能可以将GPIB接口命令发送到GPIB接口总线设备中；五是VISA控制管理类。此类函数完成对GPIB接口或设备的属性进行读取和设置操作，同时可以得到设备的状态字，可为使用者了解函数的执行状态提供便利。
4.2仪器功能的设计
仪器功能设计是对整体测试系统的总体设计，GPIB测试系统的完成必须要借助各种仪器设备，并且要保证这些仪器要完全发挥他们的功能，以便实现测试系统功能的正常发挥，所以我们需要采取基于类库的面向对象设计技术，保证系统能够不断地适应系统功能变化的需求。仪器抽象类的设计主要就是利用各种仪器所存在的共同点，实现对仪器操作的模块化操作，减少代码的重复性。示波器是实现设备抽象类的工具，因此在设计示波器类时一定要考虑操作的可能性以及通用性，实现系统具有扩展性。示波器的操作程序就是计算机向示波器发送一个查询信息，然后示波器在向计算机发送相应消息，而消息的发送是以SOPI命令的形式实现的。
4.3测试系统的同步技术
测试系统的同步技术是建立在计算机的统一控制下，将各种测试设备进行合理的规划与运作，以此实现自动测量、数据处理以及结果显示等工作，在某种意义上测试设备的同步操作关系到系统的稳定性以及测试系统的效率，因此GPIB系统要进行测试系统的同步技术：一是延时方法。延时方法就是利用时间差，将不同的系统反映时间间隔起来，上一个系统执行命令的时间比较长时，我们就可以在下一个系统进行操作时进行一定的延时，以此压缩短期命令集中给测试系统造成堵塞。比如对设备初始化速度比较慢的现实考虑，可以将程序对初始化之后的指令采取延时操作，直到仪器完成初始化操作。延时主要采取软件延时和定时器延时。总体看，延时方法不会给GPIB总线造成拥堵；二是状态查询方法。在测试系统进行测试的过程中，如果系统对某个命令执行反映的时间比较长之后，我们就可以选择利用查询的方法，确定执行系统设备的运行情况，从而进行系统的操作。
五、自动测试系统的实现
自动测试系统的实现必须要依靠终端设备的集合，因此人机接口的设计是实现GPIB自动测试系统性能的关键，因此人机接口设计的优化与否直接影响到用户对系统的使用，尤其是要对计算机的信息输入与指令等信息操作进行熟练的控制与操作。系统在进行测试时，由于其测试任务需要使用一定数量的频率点，而且每次循环中仪器的指令执行需要较长的时间，因此需要设计与用户界面形成相互独立的线程，以此避免因为单线线程设计造成系统出现“假死”的现象。一般启用辅助线程之前，必须要为辅助线程的主程序写一个全局函数，这样单独线程在进行计算工作时，当全局函数返回时，线程就结束了。
结束语：
通过开发专用程序，计算机就可以对程控仪器进行自动控制，同时控制接收机的各种工作状态，自动记录系统的各项指标，无需人工介入，减小了人为误差，不仅使复杂的测试变得简单轻松，还大大缩短了产品开发周期和人力耗费，提高了生产效率。
参考文献：
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[3]郑敬华，刘晨，高超.一种基于GPIB的自动测试系统实现方法研究.信息通信，2012，（1）.