基于RS-232總線的測控系統(tǒng)開發(fā)

在飛機飛控系統(tǒng)地面模擬試驗中，常常需要函數(shù)信號發(fā)生器、動態(tài)分析儀等傳統(tǒng)儀器給被測系統(tǒng)注入正弦、階躍和掃頻等信號。這些儀器往往存在著操作比較繁瑣，容易誤操作引起系統(tǒng)損壞等現(xiàn)象，這不僅影響試驗的效率，還大大降低了試驗的安全性。因此，如果能用相應(yīng)的軟件控制這些傳統(tǒng)儀器的話，不僅可以提高工作效率，還可通過軟件提示對誤操作發(fā)出告警信息，使試驗的安全性得到保障。RS-232(RecommendedStandard-232，推薦標準)可把這些可編程的傳統(tǒng)儀器與計算機緊密地聯(lián)系起來，通過接口函數(shù)，對其進行二次開發(fā)，最終實現(xiàn)軟件控制儀器的目的。

1 測控系統(tǒng)的硬件平臺

1．1 RS一232總線簡介

RS-232總線是串行數(shù)據(jù)接口標準，是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA(Electronic Industry Association)制定的一種串行物理接口標準。RS(RecommendedStandard-232)是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，它規(guī)定了連接電纜、機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。RS-232總線是PC機及工業(yè)通信中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口形式。RS-232總線被定義為一種在低速率串行通信中增強通信距離的單端標準。

1．2 RS-232測控系統(tǒng)構(gòu)架

典型RS-232總線測控系統(tǒng)由PC和若干臺帶有RS-232總線接口的儀器通過RS-232總線連接而成。本文描述的測控系統(tǒng)主要由固緯公司生產(chǎn)的GFG-3015型的函數(shù)信號發(fā)生器組成。GFG-3015裝設(shè)一個9個腳位公頭的RS-232接頭，以便連接計算機或終端機。本機的RS-232接口為一數(shù)據(jù)終端機設(shè)備(Data Terminal Equipment,DTE)，從第三腳位(Pin3)傳送數(shù)據(jù)，第二腳位(Pin2)接受數(shù)據(jù)。其具體接線如圖1所示。

連接的注意事項：

1)請勿連接一個DTE設(shè)備的輸出線到另一個設(shè)備的輸出線。

2)確定儀器的接地信號連接到外部設(shè)備的接地信號。

3)確定儀器的外殼連接到外部設(shè)備的外殼接地。

圖1儀器與計算機的接線圖

4)連接到計算機的線統(tǒng)不超過15M。

5)確定使用在設(shè)備上的RS-232設(shè)定與使用在計算機終端機上的相同。

6)的儀器需要在一個或一個以上的輸入腳位上接高位準信號。

2 LabWindowsICVI環(huán)境下的軟件開發(fā)

2.1 GAG-3015型函數(shù)發(fā)生器二次開發(fā)的基礎(chǔ)

GFG公司將GFG-3015面板上的所有鍵盤功能都以指令的形式向用戶開放，用戶可根據(jù)需要查找相應(yīng)的指令進行編程，從而實現(xiàn)對儀器的二次開發(fā)。若要使指令傳送到儀器，必須包含三個基本要素。

1)命令表頭((Command header)

命令表頭以命令樹形成一個階層的構(gòu)架。最頂層是根命令，根節(jié)點（Root node)位于此處。根節(jié)點和第二層或更下層形成一個路徑可通往最后一層（leaf node)。命令表頭是由表頭路徑和leafnode所架構(gòu)成的，其構(gòu)架如圖2所示。

2)參數(shù)(Parameter，如果需要的話)

命令若有參數(shù)，必須包含數(shù)值。命令的語法所定義的參數(shù)以“◇”雙箭頭符號來表示。如圖3命令的語法包含Boolean參數(shù)類型。

3)結(jié)束或分偏信息(Message terminator separator)

由于RS-232總線沒有結(jié)束信息的信號，因此使用LF（Line Feed, 0 *OA,或ASCIIn)來結(jié)束信息。一串的命令被送到儀器時，必須要增加一個LF做為結(jié)束信息的判斷。至于查詢命令，儀器所回復(fù)的信息也要加一個LF以便計算機可以判斷是否結(jié)束信息。

圖2 命令表頭樹構(gòu)架

圖3 含有參數(shù)的表頭命令

2.2 LabWindows/CVI環(huán)境下的RS232庫接口

LabWindows/CVI提供了豐富的RS-232函數(shù)庫。用戶只要將儀器與計算機正確相連，同時開啟儀器RS-232的遠程控制端(按儀器面板上藍色的RS-232按鈕，儀器會顯示ON)，無需安裝任何驅(qū)動函數(shù)，便可通過LabWindows/CVI提供的RS-232庫函數(shù)實現(xiàn)計算機對儀器的控制。

2.3側(cè)控軟件的實現(xiàn)

函數(shù)庫中包含了六類函數(shù):打開1關(guān)閉串口(Open/Close)函數(shù)、串口輸入輸出(Iuput/Output)函數(shù)，調(diào)制解調(diào)文件傳輸(XModem）,串口控制(Control)函數(shù)、串口查詢((Status)函數(shù)、串口事件處理(Callbacks)函數(shù)以及串口擴展事件(Extension)函數(shù)。實現(xiàn)串口通訊的步驟如下:

1)打開發(fā)送端和接受端串口，分別對串口參數(shù)進行設(shè)置。

2)利用串口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

3)關(guān)閉串口，結(jié)束程序。

首先，設(shè)置計算機的通信端口、波特率等參數(shù)，如“OpenComConfig”）“1,”，9600, 0, 8,1, 512,512)，使得計算機通信端口的參數(shù)和儀器保持一致。然后，要保證計算機和儀器通訊正常，可將查詢命令“*iDN?In”送到儀器，若儀器返回"15MHz, Function Generator, V 1.20”的字符串，表明儀器與計算機已經(jīng)連接成功。上述兩步驟完成后表明儀器已經(jīng)與計算機正常連接，且之間的通信也正常。接著，可調(diào)用各種RS-232的庫函數(shù)并結(jié)合儀器的指令實現(xiàn)軟件對儀器的控制，如設(shè)置儀器發(fā)送三角波功能:

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