可编程测试设备的开发与应用*

2012-07-25尹冀波

微处理机 2012年5期

尹冀波

(中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032)

1 引言

在自动化测试系统中，可编程设备与控制器之间的通信是必需的。随着用户的测试程序不同，测试过程也不同。因此，设备控制器或者计算机可以通过多种模式的接口对可编程设备实行远程操作。

目前可编程设备的主要厂商(如:安捷伦、泰克、固纬)广泛支持SCPI命令标准。接口包括串口、GPIB和计算机网络等多种方式。厂商提供控制软件的同时也提供软件函数调用，以供用户进行自定义开发。控制器可以选用标准PC机，也可以根据实际情况选用嵌入式控制机。可编程设备、命令标准、接口、软件和控制器构成了可编程测试系统。

2 SCPI命令标准

2.1 SCPI概述

SCPI(StandardCommandsforProgrammable Instruments，可编程设备标准命令)是一项标准，由主要测试及测量设备制造商的国际协会创建。SCPI是标准的仪器编程语言，建立在现有标准IEEE-488.1和 IEEE-488.2的基础上，并且遵循了IEEE754的浮点运算规则，用于为不同的可编程设备的同样功能提供通用命令。SCPI采用一整套树状分层结构的命令集，建立了具有普遍性的通用仪器模型。

2.2 SCPI的命令解析

使用SCPI传送命令到某一测量设备，需要包含三个基本元素:命令头、参数(备选)、消息结束符或者消息分隔符。

命令头是一个分等级的结构，该结构由一个命令树来表示。树的顶层是根层。根节点位于根层。一个根节点和其它较低层次的节点，构成了到最终节点的总路径，最终节点称为叶节点。

总路径和叶节点配置成命令头。例如::SYSTem为根节点，:SYSTem:AUTO为总路径，:STATe为叶节点，:SYSTem:AUTO:STATe构成了命令头。

如果命令需要参数，则包括参数值，＜＞符号用于包括参数类型。表1定义了用于可编程电源的Boolean和其它参数类型。

消息结束符或者消息分隔符包括两种:

(1)GPIB消息结束符

根据IEEE488.2标准，可以接受下列消息结束符:

·LF^END换行符(十六进制0A)带有END消息

·LF换行符·＜dab＞^END最后的数据字节带有END消息这些结束符与绝大多数的应用程序兼容。使用分号来分隔处于同一行的多个命令。

表1 语法描述的参数类型

(2)RS232消息结束符

因为RS232没有停止消息信号，因此使用LF换行符作为消息结束符。当一系列命令发送到编程设备时，必须添加LF换行符作为消息结束符的判断。对于查询命令，查询返回消息也被添加LF换行符，使得控制机器能够判断出消息结束符。

2.3 SCPI的语法

SCPI对于大小写字符不敏感，可以输入大写字符或者小写字符。参数和命令头之间至少要有一个空格。绝大多数命令都有长格式和短格式，例如:输入查询:CHANnel1:VOLTage 1.23可以简写为:CHAN1:VOLT 1.23。

可以使用分号(;)进行命令组合。例如::CHAN1:VOLT?CURR?如果后面有分号(;)的命令，而且来自于不同根层次的总路径，必须使用冒号(:)来强制返回这个根层次。例如::CHAN1:VOLT 1.23;:OUTP:COUP:TRAC 1。但是在不同编程设备的实际应用开发中需要注意:过长连续的查询命令有可能会导致丢失消息。

如果后面有分号(;)的命令来自于相同根层次的总路径，可以忽略冒号(:)和路径，而仅仅声明新的叶节点。例如::CHAN1:VOLT 12.34;CHAN1:CURR 1.55等同于:CHAN1:VOLT 12.34;CURR 1.55。

可以将命令和查询结合到同一个消息。例如::CHAN1:VOLT 12.34;VOLT?