基于ARM的多总线程控仪器接口软件设计
发布时间：2020-12-29 05:59
对于测试设备以及自动测试系统而言,总线在其中承担了信息传递和控制等不可或缺的功能。随着GPIB、USB、以及LAN等多种总线程控接口的增加,多总线程控仪器接口在构建自动测试系统以及设计智能仪器设备时将更加常见。本课题的多总线程控仪器接口是仪器设备装置的接口部分,拥有GPIB接口、USB接口以及LAN接口作为标准配置用于实现仪器与计算机的联系。本次软件设计GPIB/USB-LAN满足计算机与仪器内部控制电路通信协议转换,以ARM系列cortexM4-STM32F4微处理器为核心充分发挥程控仪器接口的功能,减少接口资源浪费并满足程控需求。本课题的主要研究内容如下:1.在考虑了器件功能、可靠性、操作复杂性以及成本等多方面的因素,USB接口采用USBTMC类协议设备接口;GPIB接口在ARM微处理器上用软件模拟出专用接口芯片的功能,保证了在极少的外围电路的情况下实现GPIB接口功能;LAN接口采用W5500以太网控制芯片,提出更高效的以太网接入方案。2.此次设计主要解决一台仪器的多种总线程控仪器接口问题,该软件设计集成GPIB转以太网功能以及USB转以太网功能,能把GPIB总线或者USB总线传...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
3220A/53230A通用频率计数器/定时器后面板
电子科技大学硕士学位论文60第五章软件功能测试5.1搭建测试平台表5-1调试平台所需设备序号设备名称设备型号作用1USB电缆无连接USB接口2GPIB连接器KeysightTechnologies823578连接GPIB接口3网线无连接LAN接口4PC机软件开发测试平台5电源AC-DC开关电源为设备供电6ST-Link调试器RlsymST-Link程序烧写、在线仿真7串口CH340调试设备9多总线程控仪器接口设备General_Purpose_InterfaceV1.0硬件平台测试平台需要的设备如表5-1所示完成硬件和软件平台的搭建后，对整个多总线程控仪器接口做测试时，根据硬件平台功能需求，图5-1为硬件测试平台：图5-1硬件测试平台
第五章软件功能测试61在RealViewMDK5.14软件开发平台上，编写接口的驱动函数，在移植操作系统层软件的基础上实现应用任务，完成多总线程控仪器接口的软件开发。通过该软件开发平台，编译多总线程控仪器接口的程序，生成可执行文件。通过烧录器ST-Link将可执行文件烧录到多总线程控仪器接口的基于ARMCortex-M4F处理器的STM32F407VET6单片机中。对多总线程控仪器接口进行软硬件联合调试后，对课题提出的需求逐一完成测试。5.2USB-LAN模块测试对于USBTMC类USB设备的测试，可用计算机作为USB主机，那么此时带有多总线程控接口的仪器为USB设备。在此次测试中，采用的使IO-library软件测试USB设备。计算机设备管理器识别如图5-2所示。可见，当USB设备在接入计算机时，可被计算机正确识别为USBTestandMeasurementDevice（IVI），可知USBTMC类USB设备识别成功。图5-2计算机设备管理器识别LabVIEW软件中将USB设备分为符合USBTMC协议的设备以及不符合USBTMC协议的设备，前者在LabVIEW软件中显示为INSTR类，后者显示为RAW类。在IO-library软件中可以看到设备的详细信息，如图5-3所示，USB设备显示为USB0::0x546::0x1002::00000000011C::INSTR，由命名规则可知USB设备制造商ID为0x546，型号代码为0x1002，序列号为00000000011C，INSTR代表该USB设备符合USBTMC协议类设备。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于uCOS-III的教育机器人系统设计[J]. 何康华,雷阳阳. 电子测量技术. 2016(10)
[2]μC/OS-Ⅲ对任务调度的改进[J]. 黄土琛,宫辉,邵贝贝. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(11)
[3]测试总线发展的回顾与展望[J]. 郭恩全,苗胜. 电子测量与仪器学报. 2009(08)
[4]基于VXI总线的虚拟仪器系统[J]. 史磊,童子权,张铁磊. 国外电子测量技术. 2009(05)
[5]GPIB接口控制器的研究[J]. 许诚昕,吴启满,杨小雪. 工业仪表与自动化装置. 2007(03)
[6]基于GPIB-ENET可移动实验测量技术[J]. 李潮锐. 实验室研究与探索. 2007(05)
[7]基于GPIB接口的仪器与计算机之间的通讯[J]. 罗光坤,张令弥,王彤. 仪器仪表学报. 2006(06)
[8]基于ARM的Ethernet-GPIB转换器设计[J]. 戴尔晗,王汝传. 中国仪器仪表. 2005(12)
[9]GPIB接口实现及应用[J]. 陈星燎,陈金树,陈锋. 计算机应用研究. 2003(02)
硕士论文
[1]嵌入式多网络协议转换器的研究与设计[D]. 蒋海莉.武汉理工大学 2012
[2]通用电子测量仪器多种通信接口转换模块的设计与实现[D]. 董锦.西安电子科技大学 2012
[3]USB设备协议栈的设计与实现[D]. 叶存奎.华中科技大学 2011
[4]嵌入式实时操作系统内核设计与实现[D]. 王云飞.电子科技大学 2011
[5]TCP协议的硬件结构设计与实现[D]. 韩晓鑫.上海交通大学 2008
[6]基于网络的GPIB控制器的设计[D]. 许诚昕.西南交通大学 2007
[7]基于USBTMC协议的USB接口虚拟仪器的研究[D]. 姜成航.大连理工大学 2005
本文编号：2945146
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
3220A/53230A通用频率计数器/定时器后面板
电子科技大学硕士学位论文60第五章软件功能测试5.1搭建测试平台表5-1调试平台所需设备序号设备名称设备型号作用1USB电缆无连接USB接口2GPIB连接器KeysightTechnologies823578连接GPIB接口3网线无连接LAN接口4PC机软件开发测试平台5电源AC-DC开关电源为设备供电6ST-Link调试器RlsymST-Link程序烧写、在线仿真7串口CH340调试设备9多总线程控仪器接口设备General_Purpose_InterfaceV1.0硬件平台测试平台需要的设备如表5-1所示完成硬件和软件平台的搭建后，对整个多总线程控仪器接口做测试时，根据硬件平台功能需求，图5-1为硬件测试平台：图5-1硬件测试平台
第五章软件功能测试61在RealViewMDK5.14软件开发平台上，编写接口的驱动函数，在移植操作系统层软件的基础上实现应用任务，完成多总线程控仪器接口的软件开发。通过该软件开发平台，编译多总线程控仪器接口的程序，生成可执行文件。通过烧录器ST-Link将可执行文件烧录到多总线程控仪器接口的基于ARMCortex-M4F处理器的STM32F407VET6单片机中。对多总线程控仪器接口进行软硬件联合调试后，对课题提出的需求逐一完成测试。5.2USB-LAN模块测试对于USBTMC类USB设备的测试，可用计算机作为USB主机，那么此时带有多总线程控接口的仪器为USB设备。在此次测试中，采用的使IO-library软件测试USB设备。计算机设备管理器识别如图5-2所示。可见，当USB设备在接入计算机时，可被计算机正确识别为USBTestandMeasurementDevice（IVI），可知USBTMC类USB设备识别成功。图5-2计算机设备管理器识别LabVIEW软件中将USB设备分为符合USBTMC协议的设备以及不符合USBTMC协议的设备，前者在LabVIEW软件中显示为INSTR类，后者显示为RAW类。在IO-library软件中可以看到设备的详细信息，如图5-3所示，USB设备显示为USB0::0x546::0x1002::00000000011C::INSTR，由命名规则可知USB设备制造商ID为0x546，型号代码为0x1002，序列号为00000000011C，INSTR代表该USB设备符合USBTMC协议类设备。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于uCOS-III的教育机器人系统设计[J]. 何康华,雷阳阳. 电子测量技术. 2016(10)
[2]μC/OS-Ⅲ对任务调度的改进[J]. 黄土琛,宫辉,邵贝贝. 单片机与嵌入式系统应用. 2012(11)
[3]测试总线发展的回顾与展望[J]. 郭恩全,苗胜. 电子测量与仪器学报. 2009(08)
[4]基于VXI总线的虚拟仪器系统[J]. 史磊,童子权,张铁磊. 国外电子测量技术. 2009(05)
[5]GPIB接口控制器的研究[J]. 许诚昕,吴启满,杨小雪. 工业仪表与自动化装置. 2007(03)
[6]基于GPIB-ENET可移动实验测量技术[J]. 李潮锐. 实验室研究与探索. 2007(05)
[7]基于GPIB接口的仪器与计算机之间的通讯[J]. 罗光坤,张令弥,王彤. 仪器仪表学报. 2006(06)
[8]基于ARM的Ethernet-GPIB转换器设计[J]. 戴尔晗,王汝传. 中国仪器仪表. 2005(12)
[9]GPIB接口实现及应用[J]. 陈星燎,陈金树,陈锋. 计算机应用研究. 2003(02)
硕士论文
[1]嵌入式多网络协议转换器的研究与设计[D]. 蒋海莉.武汉理工大学 2012
[2]通用电子测量仪器多种通信接口转换模块的设计与实现[D]. 董锦.西安电子科技大学 2012
[3]USB设备协议栈的设计与实现[D]. 叶存奎.华中科技大学 2011
[4]嵌入式实时操作系统内核设计与实现[D]. 王云飞.电子科技大学 2011
[5]TCP协议的硬件结构设计与实现[D]. 韩晓鑫.上海交通大学 2008
[6]基于网络的GPIB控制器的设计[D]. 许诚昕.西南交通大学 2007
[7]基于USBTMC协议的USB接口虚拟仪器的研究[D]. 姜成航.大连理工大学 2005
本文编号：2945146
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2945146.html
