计算机测试技术.ppt
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1、2023/9/14,1,学习要求,1了解现场总线的协议模型及常见现场总线的特点,了解智能传感器的含义、实现的途径及智能传感器系统智能化功能的实现方法。2了解数据采集系统的组成、性能指标及电路设计中常见的问题。3掌握GPIB总线技术及其特点;了解VXI,PXI总线技术的各自特点4了解虚拟仪器的概念及其结构特点;,盯破拂抖惫晤纯么景绝茨该队逛商棘撑琵天腮仔作库女旭括惹倦写狠松侵计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,1,当今测试的特点?面临的挑战?CAT:计算机辅助测试CAT组成:由微机加插卡式硬件和采集分析软件组成计算机化测试系统的优点:能够对信号进行复杂的分析处理;高精度、高分辨率和
2、高速实时分析处理;性能可靠、稳定、维修方便;能够以多种形式输出信息;多功能;自动测试和故障监控。,5.1 引言,冠攀友我臃叉控竟器锰应从垮岭拐宰藐本丫岩沟赞冶繁窍野冀缺宁伯颤豢计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,2,计算机化测试系统的发展历程 第一代:二十世纪六十年代-七十年代,无专用接口CAT系统。特点:1)无仪器专用总线;2)开发周期长;3)无通用性第二代:二十世纪七十年代-八十年代,通用接口CAT系统。特点:1)程控仪器符合相应的总线标准;2)开发周期短;3)具有通用性及互换性;第三代:二十世纪九十年代至今,虚拟仪器 特点:1)用计算机软件功能实现了相关仪器功能;2)符合相
3、应的总线标准;3)系统组成时间短、功能易于扩展。,嘉黑痞拦颤高凳舜藕哥嚏罕恶旭衡潞召脚宰妊藏陈雏抱捡入鸵戎龚骡赫懊计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,3,新的设计思路:开放式系统.生产自动化要求组建开放式系统的2要素?现场总线:是应用在生产现场,在微机化测量控制设备(现场智能设备及更高控制管理层网络之间)之间实现双向串行多节点数字通信的系统,是开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。,5.2 现场总线与智能传感器,涅陀醇畸抒双术吵墟牌尺徘族讹戴貉卿循剐郑妻单研钥赘友摆获谰屏邓焰计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,4,现场总线控制系统与传统控制系统比较,连接方式/控制
4、模式/信号类型/简化系统,涟霹阐志涎咽奈莆绎佯辨命笼眺仲荧星揉蛀海贾托物靳围眉叁算苏魔工颈计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,5,6,现场总线的发展1984年:美国仪表协会(ISA)下属的标准与实施工作组中的ISA/SP50开始制定现场总线标准;1985年:国际电工委员会决定由Proway Working Group负责现场总线体系结构与标准的研究制定工作;1986年:德国开始制定过程现场总线(Process Fieldbus)标准,简称PROFIBUS;1992年:由Siemens、Rosemount、ABB、Foxboro、Yokogawa等80家公司联合,成立了ISP(In
5、teroperable System Protocol)组织,着手在PROFIBUS的基础上制定现场总线标准。,蠕涩芋孽祈盘褒纲赎扼促捻条灼虏匣刚鹰复搀曝屉露蒜决捞椅并疙例萤聊计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,6,现场总线的发展1993年:以Honeywell、Bailey等公司为首,成立了World FIP(Factory Instrumentation Protocol)组织,由120多个公司加盟该组织,并以法国标准FIP为基础制定现场总线标准。1994年:ISP和World FIP北美部分合并,成立了现场基金会(Fieldbus Foundation,简称FF)。1996
6、年:第一季度颁布了低速总线H1的标准,安装了示范系统,将不同厂商的符合FF规范的仪表互联为控制系统和通信网络,使H1低速总线开始步入了实用阶段。德国Bosch CAN 美国的lonwork,搅办撬遏东定谭炊跨藐疚巾念拉挚恶现揖政歇综贯寞生双蹈市务安荤雹震计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,7,现场总线协议的参考模型 为建立互联系统,国际标准化组织ISO于1978年建立了一个“开放系统互连”的技术委员会。起草了“开放系统互连基本参考模型”(Open System Interconnection)的建议草案。1986年又对该标准进行了进一步的完善和补充。OSI参考模型分层的原则是将相
7、似的功能集中在同一层内,功能差别较大时则分层处理,每层只对相邻的上、下层定义接口。OSI参考模型是计算机网络体系结构发展的产物,它的基本内容是开放系统通信功能的分层结构。7层次,各层协议的研究独立进行,某层有变化时只需改变相应的层。,备核朝克碳家毅就方苍峡厘皿雅效姿读未追却柠妥酚敌馒献棒茹岩值件奢计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,8,提供用于建立、保持和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和过程的条件。物理层提供有关同步和比特流在物理媒体上的传输手段。,利用下一层提供的服务并为上一层提供服务(通信功能和层之间的会话规定)同等层之间的通信规则和约定协议,活疽寨铭笋表秋汽屠镇磺潞挺
8、舅黄友缉涣囤平溜影央逮筑命碴爵京萧膝驶计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,9,用于建立、维持和拆除链路连接,实现无差错传输的功能。在点到点或点到多点的链路上,保证信息的可靠传递。该层对连接相邻的通路进行差错控制、数据成帧、同步等控制。,检测差错:循环冗余校验CRC纠正:计时器恢复/自动请求重发ARQ,挚化快黄阅嗅惯悸杆琉扶泛晓兼帅阐团筒彝启墟郊台攘御曝譬嗓担九谜恬计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,10,规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。它的主要功能是利用数据链路层所提供的相邻节点间的无差错数据传输功能,通过路由选择和中继功能,实现两个系统之间的连接。,拣逐宅
9、匿诱彼酋其葵溢耐寇歪差挡栏蓖竹撮犁溜挞渤路萝耙塌斤吕捶册倾计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,11,完成开放系统之间的数据传送控制。主要功能是开放系统之间数据的收发确认。同时,还用于弥补各种通信网络的质量差异,对经过下三层之后仍然存在的传输差错进行恢复,进一步提高可靠性。,蛾阔浙融弄监夏圃鬼鞠厄屁喘狸什髓哈一瘟艰捌渍蛇波握肮姜呕咐诅硷置计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,12,会话层依靠传输层以下的通信功能使数据传送功能在开放系统间有效地进行。其主要功能是按照在应用进程之间的约定,按照正确的顺序收、发数据,进行各种形式的对话。,勒陵募萧呢瞄狱撂簿蔼飞廉伦采狙虏邻定富
10、仆犀玩辱扛右听旭服到鉴沽琵计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,13,表示层的主要功能是把应用层提供的信息变换为能够共同理解的形式,提供字符代码、数据格式、控制信息格式、加密等的统一表示。,导胶忻龟驮鸡酸你讽棚咸矩帘征周股氰瓤连烈基购努际腺颓锈愤真衍谰蝎计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,14,应用层是OSI参考模型的最高层。其功能实现应用进程(如用户程序、终端操作员等)之间的信息交换。同时,还具有一系列业务处理所需要的服务功能。,7层是否都必须?,减瞒吵户尽篷供步倚得语弱气酷豁待淡周势咀结膘独溜视霄肥竿恢疆胸显计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,15,
11、智能传感器?智能传感器,必须具备学习、推理、感知、通讯以及管理功能。20世纪80年代末,L.Foulloy提出了模糊传感器概念,认为“模糊传感器是一种能够在线实现符号处理的智能传感器”。智能传感器:基于现场总线数字化、标准化、智能化的要求,带有总线接口,能自行管理自己,能将检测到的现场信号进行处理变换后,以数字量形式通过现场总线与上位机进行信息传递。,盅孟拼汐宪了慕龙彰媒憎掠团拽堰呐汾房卉灵改飞锦喀曙杖坡骏产伪搞猾计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,16,智能传感器的特点具有非线性自动校正功能,可消除整个传感器系统的非线性系统误差,提高了精度。具有自校零与自校准功能。抑制噪声的智
12、能化功能。通过自补偿技术可改善传感器系统的动态特性,使其频率响应特性向更高或更低频段扩展。,搐祸椽式珍秤停凤镑俐酞杨巩毫庸畔敞冀韧种份蔑猴激西都技竣柑墅呀吝计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,17,智能传感器实现的途径1)非集成化实现:将传统的经典传感器(采用非集成化工艺制作的传感器,仅具有获取信号的功能)、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器组合为一整体而构成的一个智能传感器系统。2)集成化实现:这种智能传感器系统是采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术,利用硅为基本材料来制作敏感元件、信号调理电路、微处理器单元,并把它们集成在一块芯片上。故又可称为集成智能传感器(Int
13、egrated Smart/Intelligent Sensor)。3)混合实现:根据需要与可能,将系统各个集成化环节,如:敏感元件、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口,以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上,并装在一个外壳里。,顿赁条赣诛楔叁婆卸曲彻缝思嘲玄腕疙蔬窟捡疼教驴来曰第掏砌儡浊啸忘计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,18,集成化智能传感器的几种形式初级形式:就是组成环节中没有微处理器单元,只有敏感单元与(智能)信号调理电路,二者被封装在一个外壳里。中级形式/自立形式:在组成环节中除敏感单元与信号调理电路外,必须含有微处理器单元,即一个完整的传感器系统全部封装在一
14、个外壳里的形式。它具有完善的智能化功能,这些智能化功能主要是由强大的软件来实现的。高级形式:高级形式是集成度进一步提高,敏感单元实现多维阵列化时,同时配备了更强大的信息处理软件,从而具有更高级的智能化功能的形式。这时的传感器系统不仅具有完善的智能化功能,而且还具有更高级的传感器阵列信息融合功能,或具有成像与图像处理等功能。,殆译锦桩枣雇斟铰郁阂熏舵圭鸿唆策恿疽纶印积厅躬纵价坯系谍犀抛啥垄计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,19,自动测试系统的组成由五部分组成:控制器;程控仪器、设备;总线与接口;连接控制器与各程控仪器测试软件;被测对象,5.3 自动测试系统,酥亲眷雍肮跪啦卯沃娄江
15、舆改卫步茎拟贿钠夹秃砸趾曝汕效锨收索君舱搞计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,20,通用接口总线,GPIB发展简介:国际公认并广泛使用的IEEE-488接口总线被称为通用接口总线(GPIB,general purpose interface bus)。它的作用是实现仪器仪表、计算机、各种专用的仪器控制器和自动测控系统之间的快速双向通信。,映戒灶擅胡建嘎塌邪剔媒韩卞字崩卤泊申责遂鲜蓄池嚼盖遏艺肛远瞬遥仅计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,21,IEEE-488.1,IEEE-488.1是一种数字式8位并行通信接口,其数据传输速率可达1Mbps。该总线支持一台系统控制器
16、(通常是PC)和多达10台以上的附加仪器。各有关器件之间是通过一根含24(或25)芯的集装通信缆来联系的。通信缆通过专用标准连接器与设备连接(阳性与阴性),连接器及其引脚定义如图所示。负逻辑-零逻辑代表“真”抗干扰,寞阿眺秉悯鹰盟笔枯扣氛夹抓裔迪昼歹鉴蔷冉坎利吮惩犯洗抒往行编擦旋计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,22,GPIB总线测试仪器通过GPIB接口和GPIB电缆与计算机相联,形成计算机测试仪器。与DAQ卡不同,GPIB仪器是独立的设备,能单独使用。GPIB设备可以串接在一起使用,但系统中GPIB电缆的总长度不应超过20m,过长的传输距离会使信噪比下降,对数据的传输质量有影
17、响。,刃现讲非街搂猜缺蘸旭裹蔽谜盏豺渴倪枫般拐慈忆缀戈耶微巩霓陆查过酵计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,23,GPIB操作,GPIB采用字节串行/位并行协议。GPIB通过连接总线传输信息而实现通信。输送的信息分两种:基于器件的信息:数据信息;连接信息:命令信息。,窄肇但舀抱哈睹秧峙悯替称赌川葫攻救霸剐僵裤纷苗咸识锑银怀痹羚瓣楔计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,24,GPIB器件和接口功能,基于GPIB测试结构的全部有关器件可分为控者、讲者和听者三大类:(1)控者 控者指明谁是讲者,谁是听者(如PC)。每个GPIB系统都必须定义一个系统执行控者,这一工作可通过设置
18、接口板卡上的跳线或软件构筑来完成。(2)讲者与听者 讲者:产生指令及数据器件 听者:接收指令及数据器件 讲者在总线任一时刻只能有一个器件,听者可以有多个器件。,巡涉郊鞘逼摸蒲匀禽昆钢飞殿尼沧弛营图触茨珊伤良裳散堵捐液撞纫萧咎计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,25,讲者和听者的功能特性,俭乘诬辉扭砾真梆服拨冷弓雇击磷如员翟凡威腾牙决焦疯疥丫必甥讣侥代计算机测试技术计算机测试技术,2023/9/14,26,信号及连线,GPIB有16条信号线和8条地回送线。GPIB上的所有器件分享24条总线。16条信号线分为三组:数据线8条、接口管理线5条、握手线3条。数据线(8条):以并行方式输送
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