GPIB技术在数字电路自动测试系统设计中的应用

郑丹

摘要：数字电路被广泛应用于社会生产工作中，随着社会的发展，数字电路的复杂性不断提升，增加了系统故障检测工作难度。为了解决传统数字电路自动测试系统中存在的问题，提升系统的自动化程度，需要将GPIB技术融入到数字电路自动测试系统设计中去，做好硬件及软件两方面设计内容，提升数字电路自动测试系统的稳定性。

关键词：GPIB技术  数字电路  自动测试系统  硬件  软件

前言

数字线路现阶段被广泛应用于我国的各行各业中，并且取得了良好的应用效果，提升了生产和生活质量。近年来，随着社会经济的快速发展，带动了信息化水平的提升，对数字电路系统提出了更高的要求，系统将变得更为复杂，应科学设计数字电路设计规划方法及故障检测方法，以确保数字电路的高效稳定运行。GPIB技术作为科学技术的产物，将其应用于数字电路自动测试系统设计中，优化了数字电路自动测试系统结构，提升了数字电路自动测试系统应用效果及质量。

一、GPIB技术在数字电路自动测试系统的过程

测试项目的实现主要是使用计算机，使用精密及可靠的测试手段对多个测试仪器在科学领域及工业生产领域中的实际应用情况进行分析的过程。现阶段，一般会将GPIB接口设置在测试器中，并与计算机进行连接，以完成对自动测试系统的创建。该项系统在实际的应用过程中，不仅提升了数据的处理能力，有助于确保仪器测量的精度，用软件来替代硬件使用。一般情况下，一个完整的数字电路自动测试系统由测试器、接口总线、控制器及测试软件及部分内容构成。

二、GPIB技术在数字电路自动测试系统设计中的应用

（一）系统硬件结构设计中的应用

中线在数字电路自动测试系统设计中起到传输媒介作用，为测试设备信息与主控计算机之间信息传输，GPIB和PXI属于测试系统中的总线技术，在测试系统中应用GPIB技术有助于提升测试系统的稳定性，具有成本低、创建灵活及操作简单等优势。数字电路自动测试系统由数字量I/O模块、主控计算机、GPIB控制器构成，数字量I/O模块在与计算机相连接时，主要是借助USB接口来实现，将激励信号提供给被测试电路。为了确保测试点数据及信号能够有效输出去，主要是使用采集数字电路来实现。

测试系统中所使用的测试仪器由信号源、万用表、程控电源及示波器构成，在实际的应用过程中大大满足了电路中的供电需求，在对电源进行供电时，主要是使用±5V、±12V和±15V来完成对电源的供电，一般将供电的功率控制在30W，对提升负载及电压的稳定性具有重要作用。在实际的测量过程中，应充分考虑到数字电路板中是否存在部分模拟信号序号测量，测量波形一般以数模混合性示波器为主。做好仪器GPIB地址设置尤为重要，属于仪器及计算机的不同标志。需要将多块GPIB卡安装在系统中，应明确板卡地址。为了确保计算机和仪器能够建立连接，应重新选择GPIB仪器，以此来确保系统中仪器的GPIB地址是不同的。通常，一些高檔的仪器在进行GOIB地址设置时，主要是使用菜单来进行选择设置。当地址设置完成之后，确保GPIB和Lab能够实现通讯。GPIB仪器的通讯流程为：开始，仪器初始化，仪器通讯，仪器通讯包括以下两方面内容：第一，仪器状态的设置，发送测量命令，开始测量。第二，读取测量数据，数据显示，数据存储。最后完成测量，点击是，结束测量。

（二）系统软件结构设计中的应用

（1）软件功能结构

在数字电路自动测试系统设计中，需要将Lab作为软件开发平台，明确软件测试需求，系统软件的功能结构由以下几部分内容构成：程序初始化、系统自检、开关网络控制、仪器远程控制、数据处理、数据存储和打印。在程序初始化中，应测试仪器的GPIB地址，对测试项目的参考标准值进行测试，创建日志文件，对系统上电及数据存盘路径进行合理设置。在系统自检中，应检测数字DIO卡的工作状态，在对适配器是否能够正确连接进行分析时，需要以仪器组的连接状态为依据。在开关网络控制中，应发送数字开关量控制开关，控制开关网络通断情况，并测试指示灯的开关。在仪器远程控制中，在对信号源、万用表、电源进行控制中主要是使用GPIB来进行，将其作为系统供电及测试芯片，模拟测试环境，提供激励信号，以此来确保测试过程的顺利开展。在数据处理中，对标准参考值与实际测试数据值之间存在的差异进行对比，判断实际测试数值是否处于相关的标准值范围内，将结果显示在程序面板中。在数据存储和打印中，需要将整体的测试过程合理的记录在日志文件中，在对测试结果进行存储时一般是采用报表方式来进行。

（2）测试报表设计

虚拟仪器在实际的应用过程中展现出了测量数据调度及保存功能，一般需要在Excel表格中来进行设计软件结果的存储。Excel表格在使用之前，需要提前做好报表预先设计工作，设计任务包括数据不处理及系统实现测量等，需要通过Excel表格对最终得到的数据及结论进行传输，在表格预先设置位置中将各种数据信息写入进去。该种编程方案属于一种混合形式，使程序之间的数据交流问题得以有效的解决。Windows环境进程，在对信息进行交流时，一般主要是使用共同协议来进行，为了能够满足这一要求，一般是使用Active X来实现。Active X主要是指嵌入技术及对象连接，通过将两个应用程序组合到一起，使其能够在同一个程序中开展工作。在对应用程序中的方法及属性进行访问时一般主要是使用Active X来实现。VC+Excel通信结构模型为Active X客户端（获得一个存在对象，获得并且设置对象属性，调用对象方法），通过属性设置，Active X服务器端定义及显露Active X对象，通过获取属性，回到Active X客户端。之后，可采用手动方式将工作表及预制表格打开，当以上操作完成之后，才可进行单元格操作。

（3）功能测试模块设计

设计功能测试模块的主要目的是能够检测被测试电路是否能够正常工作。若测试后结果显示电路不正常，则说明电路存在故障。通过对功能测试模块的构成内容进行分析可知，包括电路建模、测试矢量生成、数据收集几方面内容构成，其中，电路建模主要是指创建的专门用于测试电路板的一种模型，该种模型被广泛应用于大部分电路中，在特定电路中取得了良好的应用效果。一般需要在数据库电路模型库中进行模型信息存储，重点对数字电路中的故障及测试矢量存在的优缺点进行统计。在数字电路测试系统中测试矢量生成作为其中的一项重要内容，需要将施加何种激励来激活各种类型的故障作为系统故障检测中的一项重要内容。

三、结论

在数字电路自动测试系统设计中应用GPIB技术，有效的解决了NI检测技术无法解决的问题，具有检测成本低及操作简单等优势。通过对硬件及软件系统设计的合理性进行检测，有助于确保检测系统运行的稳定性，为数字电路向更高层次发展奠定了良好的基础。

参考文献

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