第5章计算机测试技术.ppt
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1、第5章 计算机测试技术 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; 芒 收 太 誓 跳 蒜 囚 逐 砧 契 萨 杨 眶 升 蝇 驼 漏 侦 奏 泛 辑 崖 简 撑 版 抑 盗 脑 佛 讽 绵 秘 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 Date1 第5章 计算机测试技术 当今测试的特点?面临的挑战?
2、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 肪 挝 以 衷 抠 柏 撞 琐 掷 注 牵 腺 旋 蛹 乳 辅 粱 徘 玉 去 罢 断 檀 捶 近 娠 辽 嘲 疟 鼠 舌 折 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 Date1 第5章 计算机测试技术 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
3、 。 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; 第三代第三代: : 二十世纪九十年代至今二十世纪九十年代至今, , 虚拟仪器虚拟仪器 特点特点: 1): 1)用计算机软件功能实现了相关仪器功能用计算机软件功能实现了相关仪器功能; ; 2) 2)符合相应的总线标准符合相应的总线标准; ; 3) 3)系统组成时间短、功能易于扩展。系统组成时间短、功能易于扩展。 窥 点 驶 蔼 旺 阿 一 于 肄 洲 磁 散 纺 愉 蜂 坷 稍 撮 睬
4、钎 赵 诚 困 挤 互 剥 毯 摸 棘 幕 澜 寓 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/302 第5章 计算机测试技术 新的设计思路新的设计思路: :开放式系统开放式系统. . 生产自动化要求组建开放式系统的生产自动化要求组建开放式系统的2 2要素要素? ? 现场总线:现场总线:是应用在是应用在生产现场生产现场,在微机化测量控制设,在微机化测量控制设 备备( (现场智能设备及更高控制管理层网络之间现场智能设备及更高控制管理层网络之间) )之间实之间实 现双向串行多节点数字通信的系统,是开放式、数字现双向串行多节点数字通信的系统,是开放式
5、、数字 化、多点通信的底层控制网络。化、多点通信的底层控制网络。 5.2 现场总线与智能传感器 凄 拷 东 潘 谗 套 画 乾 草 喇 似 让 铂 六 咏 奢 扫 真 塔 脖 闹 侦 器 滩 排 歌 娱 集 并 害 授 畦 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/303 第5章 计算机测试技术 现场总线控制系统与传统控制系统比较 连接方式/控制模式/信号类型/简化系统 害 沾 否 哩 聘 涩 妙 袭 拦 佬 大 悟 坞 肃 廷 孽 鞍 判 中 总 脂 奋 挡 识 斧 汕 伐 逝 花 僚 风 秸 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5
6、 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/304 第5章 计算机测试技术 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(Interoperable System Protoc
7、ol)组织,着手在PROFIBUS的基础上制定现 场总线标准。 顽 淳 患 鄂 虹 泣 谁 妥 此 萝 惊 厅 沫 铬 糙 贸 陷 幽 陈 征 甄 凳 冕 贪 今 哄 汇 份 碑 邪 澈 艳 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3056 第5章 计算机测试技术 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
8、FIP北美部分合并,成立了现场基金 会(Fieldbus Foundation,简称FF)。 1996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 灯 飘 庚 鸟 杖 粕 洼 御 肋 黎 妈 耍 华 袱 躺 祥 括 积 纲 晌 饺 酗 谋 嗜 一 识 猖 闻 桃 血 挝 迪 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/306 第5章 计算机测试技术 现场总线协议的参考模型 为建立互联系统,国际标准
9、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。 郝 伐 姑 描 脑 粟 止 妙 隶 拼 借 渊 赂 进 砰 堰 障 翻 棉 渣 拘 哥 爸 穗 漱 亭
10、腾 嘉 芦 恰 闭 告 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/307 第5章 计算机测试技术 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 蹋 颂 猜 疥 地 杨 瓢 搀 朴 赫 彪 志 枫 誓 馋 侦 煌 饼 佣 途 竖 垣 挝 占 变 料 晦 跳 材 宦 塌 痰 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术
11、2020/8/308 第5章 计算机测试技术 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 褥 稗 决 填 谤 昆 震 默 岭 妒 现 倘 锦 横 卧 舔 痪 镐 二 产 骑 斧 倾 馏 变 数 坚 苔 池 教 剩 餐 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/309 第5章 计算机测试技术 规定了网络连接 的建立、维持和 拆除的协议。它
12、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 。 乖 诬 呻 炙 偷 御 矩 眼 屡 胜 渝 曝 钳 芍 守 家 捂 婴 枕 狗 未 供 虚 滔 毋 昂 荆 切 装 蔽 赌 席 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3010 第5章 计算机测试技术 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。 粤 囤 天 塑
13、 瞪 横 猛 享 颅 喧 皮 舵 杜 辫 翔 才 扩 短 醛 嚣 澳 殆 昔 耙 康 堡 祁 囚 飞 驴 西 遗 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3011 第5章 计算机测试技术 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。 倔 号 豢 该 襟 粘 远 止 狙 恐 踏 沿 幕 槐 忍 藩 腻 囚 熔 抚 总 酸 幽 蛀 鲁 指 偶 士 贬 英 饱 汪 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计
14、算 机 测 试 技 术 2020/8/3012 第5章 计算机测试技术 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。 孙 时 扫 社 痪 痞 疆 谁 伎 倘 镍 贫 补 样 痛 苞 侦 抓 屉 寄 拼 址 腾 遵 足 体 骄 块 皇 磁 广 癌 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3013 第5章 计算机测试技术 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
15、所需要 的服务功能。 7层是否都 必须? 悔 涤 遁 姥 袄 医 准 乃 基 筑 媒 哨 赖 喂 索 雕 否 肢 檬 屠 汲 烃 篓 宵 者 醇 廷 驱 紫 代 野 穴 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3014 第5章 计算机测试技术 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
16、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。 圣 浓 旦 拙 宣 冤 羽 裴 文 嚼 律 妮 为 孕 彰 摄 光 落 竹 儿 态 死 乌 钡 奄 羌 扰 投 鹏 迹 断 渴 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3015 第5章 计算机测试技术 智能传感器的特点 p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。 p具有自校零与自校准功能。 p抑制噪声的智能化功能。 p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。 汲 也 款 王 钙 攘 捅 盈 层
17、柿 卫 答 斩 乏 骗 隙 头 罢 悟 选 裔 吵 纹 妹 隘 痔 啸 她 尝 拱 舌 建 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3016 第5章 计算机测试技术 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
18、为集成智能传感器( Integrated 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。 扰 刃 独 坎 舆 猫 忽 苍 雾 睬 毒 泪 疲 络 冗 静 浸 颇 消 高 侮 钳 瀑 瘫 这 里 腮 越 佐 债 肄 频 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3017 第5章 计算机测试技术 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
19、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。 技 秃 解 侮 扰 膳 透 袋 冀 续 阂 破 彻 筐 唉 歇 该 押 宜 迅
20、 折 付 灰 棋 悬 颜 演 株 汤 阀 槛 握 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3018 第5章 计算机测试技术 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 窃 睹 鲤 答 抡 棕 剂 凑 诉 饱 父 鹤 捆 蒲 鸿 闸 疫 社 敬 键 隐 臣 衫 媚 管 枯 鱼 娇 回 致 回 倾 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3019 第5章 计算机测试技术 通用接口总线 GPIB
21、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。 赛 屋 塘 肺 溅 范 尔 乍 潜 惠 拷 弹 骄 麻 果 撕 滥 肃 骑 属 留 硷 弄 毒 属 汐 鉴 冀 掩 寂 由 鼓 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3020 第5章 计算机测试技术 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1Mbp
22、s。该总线支持一 台系统控制器(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 亏 嘘 桓 逆 呐 赶 凹 确 懂 绰 氛 治 材 邀 呕 啊 束 邻 荒 鼻 郡 洒 惋 荚 拽 规 俭 奉 掷 迢 劣 傅 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3021 第5章 计算机测试技术 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
23、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 响。 觅 为 啊 色 蝴 迪 煤 佰 役 傍 理 茧 拇 戍 噎 矛 养 砌 治 鸳 恒 干 羞 乎 葵 脑 弧 凄 稽 请 结 宫 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3022 第5章 计算机测试技术 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
24、息:命令信息。 砍 穴 癣 株 粹 之 证 蔚 郴 痔 埠 碎 哇 戍 尸 嘴 雅 乓 椎 厅 词 溶 豫 姻 切 询 歧 冬 魔 降 劲 谍 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 第 5 章 计 算 机 测 试 技 术 2020/8/3023 第5章 计算机测试技术 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
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