台式频谱分析仪的程控软件系统设计

发布时间：2017-09-12 06:53

  本文关键词：台式频谱分析仪的程控软件系统设计

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【摘要】：频谱分析仪在电子测量中被用于测量电信号的频谱特性,已经被广泛应用于电子航空、仪器研发、消费电子产品、半导体制造等领域。随着计算机技术在仪器领域的广泛应用,高速率的USB总线、LXI总线逐渐取代了传统仪器总线在频谱分析仪中的地位。本文以Windows CE为仪器操作系统平台,基于USBTMC(USB Test and Measure Class)协议、LXI(Lan eXtension for Instrumentation)标准、RS-232协议及SCPI命令集解析的开发,设计实现了台式频谱分析仪的程控软件系统。论文首先详细介绍了仪器端USBTMC、LXI、RS-232等所涉及到的频谱仪驱动程序的开发工作。详细分析了USBTMC协议结构,完成了USBTMC驱动程序的开发;依据LXI标准要求,完成了频谱仪LXI总线接口驱动程序的开发;依据RS-232协议,完成了频谱仪标准串口驱动程序的开发。在驱动程序设计的基础上,论文设计完成了仪器端通信软件模块,提供对远程控制的支持。通信软件模块分为SCPI命令处理程序及远程通信程序两个部分,SCPI命令处理程序自定义了频谱仪应支持的几类SCPI命令,并对远程通信程序获取的PC端软件所发送的SCPI命令加以解析,依据解析结果,频谱仪执行指定的操作。远程通信程序分为LXI通信、串口通信和USBTMC通信等三个子程序,它们运行在频谱仪软件应用层,分别用于获取三个对应驱动程序所捕获的SCPI命令,并将命令传递给SCPI命令处理程序。为了全面完整地控制频谱仪,论文设计完成了频谱仪PC端远程控制软件。通过设计的仪器接口及SCPI命令集,PC端远程控制软件提供了对频谱仪各主要功能操作、测试参数的控制及设置,实时返回仪器端频谱数据、测试数据并图形化终端显示等功能。最后基于台式频谱仪平台,对论文设计的程控软件系统进行了测试,测试结果表明,软件系统功能完善,3种接口驱动程序功能满足要求,频谱仪能较好地支持SCPI命令远程控制,证明了设计工作的有效性以及实用性。
【关键词】：台式频谱分析仪 远程控制 驱动程序 LXI USBTMC SCPI命令
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM935.21
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外发展现状10-11
• 1.3 论文研究内容及组织结构11-13
• 第二章 台式频谱分析仪程控软件系统整体设计13-21
• 2.1 程控软件系统的硬件平台介绍13-14
• 2.2 程控软件系统设计14-19
• 2.2.1 软件需求分析14-16
• 2.2.2 整体设计方案16-18
• 2.2.3 软件开发工具18-19
• 2.3 本章小结19-21
• 第三章 频谱仪端远程通信驱动程序的设计21-40
• 3.1 USBTMC驱动程序设计21-32
• 3.1.1 USBTMC协议概述21-24
• 3.1.2 驱动程序的设计方案24-25
• 3.1.3 驱动程序的具体设计25-32
• 3.2 LXI驱动程序设计32-36
• 3.2.1 LXI标准概述32-33
• 3.2.2 底层驱动的实现33-35
• 3.2.3 Web服务器搭建35-36
• 3.3 串.驱动程序设计36-39
• 3.3.1 串.驱动的结构36-37
• 3.3.2 串.驱动的具体设计37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 频谱仪端通信软件模块的设计40-59
• 4.1 频谱仪端SCPI命令处理程序的设计40-51
• 4.1.1 SCPI命令设计41-46
• 4.1.2 命令二叉树创建46-49
• 4.1.3 SCPI命令解析49-51
• 4.2 频谱仪端通信程序的设计51-58
• 4.2.1 串.通信子模块的设计51-53
• 4.2.2 USBTMC通信子模块的设计53-54
• 4.2.3 LXI通信子模块的设计54-58
• 4.3 本章小节58-59
• 第五章 PC端远程控制软件的设计59-70
• 5.1 远程程控软件界面设计59
• 5.2 界面显示模块59-65
• 5.2.1 图形显示功能60-62
• 5.2.2 通信配置功能62-63
• 5.2.3 参数设置功能63
• 5.2.4 SCPI命令发送功能63-64
• 5.2.5 信息显示功能64-65
• 5.3 远程通信模块65-69
• 5.3.1 USBTMC通信功能65-66
• 5.3.2 LXI通信功能66-68
• 5.3.3 串.通信功能68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 程控软件系统调试与验证70-79
• 6.1 程控软件系统调试环境概述70-71
• 6.2 程控软件系统功能验证71-78
• 6.2.1 串.通信验证71-72
• 6.2.2 USBTMC通信验证72-75
• 6.2.3 LXI通信验证75-77
• 6.2.4 SCPI命令处理程序验证与调试77-78
• 6.3 本章小结78-79
• 第七章 全文总结与展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-83
• 附录83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 叶惠;;RIGOL进军频谱分析领域[J];通讯世界;2009年09期

2 魏凤英;;频谱分析仪的原理、维修以及发展趋势[J];无线电工程;2006年07期

3 张爱民;王星全;王庆辉;;Windows CE下串口驱动关键技术[J];计算机系统应用;2012年07期

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本文编号：835728