在测试系统中，通常会有大量的数据进行传输和交换。一般称测试系统中的公共数字传输通道称为总线。在测试系统中，常用的总线有 GPIB 、 PCI 、 VXI 、 PXI 和串口总线等。

1. 在测试系统中，通常会有大量的数据进行传输和交换。一般称测试系统中的公共数字传输通道称为总线。在测试系统中，常用的总线有GPIB、PCI、VXI、PXI和串口总线等。在测试系统中，通常会有大量的数据进行传输和交换。一般称测试系统中的公共数字传输通道称为总线。在测试系统中，常用的总线有GPIB、PCI、VXI、PXI和串口总线等。 第6章 总线技术

2. GPIB总线，即IEEE 488通用接口总线，是HP公司在70年代推出的台式仪器接口总线，因此又叫HPIB(HP Interface Bus)，1975年IEEE和IEC确认为IEEE 488和IEC 652标准。该标准总线在仪器、仪表及测控领域得到了最为广泛的应用。这种系统是在微机中插入一块GPIB接口卡，通过24或25线电缆连接到仪器端的GPIB接口。一块GPIB接口卡最多可带14台仪器。 6.1 GPIB数据总线

5. GPIB 特点： (1)GPIB接口编程方便，减轻了软件设计负担，可使用高级语言编程。 (2)提高了仪器设备的性能指标。利用计算机对带有GPIB接口的仪器实现操作和控制，可实现系统的自校准、自诊断等要求，从而提高了测量精度。 (3)便于将多台带有GPIB接口的仪器组合起来，形成较大的自动测试系统。 (4)便于扩展传统仪器。

6. 利用PC作为数据采集平台，通过PC的数据总线将采集的数据高速传输到PC内存中，是实现采集系统数据存储的有效手段，也是虚拟仪器系统的重要支撑。PCI总线作为外部元件互连总线，被认为是最可靠、最灵活、高速的方案，具有众多独特的优点，使得大多数多媒体插卡和数据采集卡都挂在PCI总线上。对于基于计算机的测试仪器，PCI总线为应用计算机到新的测试仪器，即满足在插卡和系统存储器中高速传输数据的要求提供了很好的途径。利用PC作为数据采集平台，通过PC的数据总线将采集的数据高速传输到PC内存中，是实现采集系统数据存储的有效手段，也是虚拟仪器系统的重要支撑。PCI总线作为外部元件互连总线，被认为是最可靠、最灵活、高速的方案，具有众多独特的优点，使得大多数多媒体插卡和数据采集卡都挂在PCI总线上。对于基于计算机的测试仪器，PCI总线为应用计算机到新的测试仪器，即满足在插卡和系统存储器中高速传输数据的要求提供了很好的途径。 6.2 PCI总线

8. PCI 特点： (1)PCI总线是一种靠近系统处理器的局部总线，所以有很高的传输速率。 (2)独立于PC的系统处理器，不受PC的微处理器性能、速度的影响。因为为PCI设计的器件是针对PCI的，而不是针对处理器的，因此设备的升级独立于处理器的升级。 (3)PCI总线为32位，可扩展为64位，由于采用地址、数据总线复用的结构，减少了管脚个数和PCI部件的封装尺寸，从而使板卡小型化，方便嵌入计算机系统中。 (4)具有即插即用功能，支持即插即用的操作系统，能够自动配置参数并支持PCI总线扩展板，使用方便。 (5)PCI部件的驱动程序可以跨平台，兼容性好。

9. 6.3 VXI总线 VXI 总线是高速VME计算机总线在仪器领域中的扩展，由HP等公司于1987年提出，1992年成为IEEEll55标准。在该系统中围绕机械、电气、控制方式、通信协议、电磁兼容、软面板、驱动程序、I/O控制，乃至机箱、印刷电路板的结构、通风散热等都作了详细的规定，使不同厂家的VXI总线产品相互兼容。1995年VXI总线联合体将计算机网络传输控制协议(TCP)和网络协议(IP)作为VXI总线1.4版本的补充规范，这样基于VXI总线的自动测试系统可直接与计算机系统连网，作为网络内的测量服务器，共享网络资源，执行测量作业。

11. VXI 特点： (1)VXI系统最多可包含256个器件(装置)，可组成一个或多个子系统，每个子系统最多可包含13个插入式模块，插入同一个机箱内，在组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合，具有其他仪器所无法比拟的优势。 (2)VXI总线支持即插即用，人机界面良好，资源利用率高，容易实现系统集成，大大地缩短了研制周期，且便于升级和扩展。 (3)不足的是VXI系统的成本相对较高。

12. 6.4 PXI总线 PXI总线是1997年美国NI公司发布的一种高性能低价位的开放性、模块化仪器总线。PXI是PCI在仪器领域的扩展，是用于自动测试系统机箱底板总线的规范，在机械结构方面与Compact PCI总线的要求基本相同，不同的是PXI总线规范对机箱和印制电路板的温度、湿度、振动、冲击、电磁兼容性和通风散热等提出了要求，与VXI总线的要求非常相似。在电气方面，PXI总线完全与Compact PCI总线兼容。所不同的是PXI总线为适合于测控仪器、设备或系统的要求，增加了系统参考时钟、触发器总线、星型触发器和局部总线等内容。

14. PXI 特点： （1）PXI系统具有多达8个插槽(1个系统槽和7个仪器模块槽)，而绝大多数台式PCI系统仅有3个或4个PCI插槽，除此之外PXI总线与台式PCI规范具有完全相同的PCI性能。 （2）PXI将Windows NT和Windows 95定义为其标准软件框架，并要求所有的仪器模块都必须带有按VISA规范编写的Win32设备驱动程序，使PXI成为一种系统级规范。

15. 6.5 串口总线 RS-232总线是最早采用的通用串行总线，最初用于数据通信上，但随着工业测控行业的发展，许多测量测试仪器都带有RS-232串口总线接口。当今，PC则更多采用了USB总线和IEEE l394总线。 各种串口总线中，通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)具有传输速率高、支持异步和等时传输等特点，适合于大数据量、数据传输速率要求比较高的数据传输场合。

17. USB 特点： (1) 支持多个外设共享串行总线的功能，这样可以在1台仪器的硬件设备上挂接多个前端I/O接口设备，实现关键设备的资源共享，减少了成本，充分利用了USB传输设备的带宽资源。 (2) 基于USB口设计的虚拟逻辑分析仪使得用户不必打开主机箱就可以安装设备，它支持真正意义上的即插即用(plugand play)和热拔插(hot pluS)，甚至不需要重新启动计算机。

18. 6.6 PCI设备应用编程 PCI总线虚拟测试系统主要是由PCI数据采集卡获取数据，通常也叫做PC-DAQ卡式虚拟仪器。将数据采集卡插入PC的标准总线扩展插槽内，安装驱动软件，并在“Measurement&Automation”设置采集卡属性。

19. 6.7 GPIB仪器应用编程 GPIB总线虚拟测试系统I/O接口设备由GPIB接口卡和具有GPIB的仪器组成。其中GPIB接口卡完成GPIB总线和微机的PCI总线的连接。GPIB接口的仪器是一个独立的仪器，可以结合GPIB接口卡、微机构成GPIB虚拟测试系统，也可以作为独立的单台仪器使用。使用前，需安装GPIB接口卡驱动。

20. 在LabVIEW中有专门的GPIB模块驱动，用以实现基于GPIB总线的仪器自动控制。在LabVIEW中有专门的GPIB模块驱动，用以实现基于GPIB总线的仪器自动控制。

21. 常用函数： GPIB初始化：对GPIB设备进行初始化。 GPIB清除：结束GPIB设备的数据读写

22. GPIB读取：用于从“地址字符串”中的GPIB设备中读取数量为“字节总数”的数据。 超时毫秒：操作限时。如果未在该时间（ms）段内完成， 操作终止 地址字符串：仪器的GPIB地址 字节总数：读取数据的字节数 模式:指明怎样结束此次读操作，一般使用默认值 数据：从GPIB仪器读取的数据 状态：布尔数组，每1位说明GPIB控制器的一个状态

23. GPIB写入：用于将数据写入“地址字符串”中的GPIB设备中。 地址字符串：仪器的GPIB地址 模式:指明怎样结束此次读操作，一般使用默认值 数据：写入GPIB设备的数据 状态：布尔数组，每1位说明GPIB控制器的一个状态

24. 6.8 串口设备应用编程 6.8.1 串行通信介绍 串行通信是指将构成字符的每个二进制数据位，依照一定的顺序逐位进行传输的通信方式。计算机或智能仪器中处理的数据是并行数据，因此在串行通信的发送端，需要把并行数据转换成串行数据后再传输；而在接收端，又需要把串行数据转换成并行数据再处理。 根据时钟控制数据发送和接收的方式，串行通信分成为同步通信和异步通信两种。

25. 目前，在微型计算机测量和控制系统中，串行数据的大多使用异步通信方式。目前，在微型计算机测量和控制系统中，串行数据的大多使用异步通信方式。 异步通信协议规定每个数据以相同的位串形式传输，每个串行数据由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成，串行数据的位串格式如图所示：

26. 6.8.2 串口通信编程 由串口总线组成的虚拟测试系统I/O接口设备就是带有RS-232/485接口的测试仪器，通常可以直接和计算机上的串口连接。如果计算机串口被其他资源占用，可以直接在计算机的PCI或ISA槽中插入串口卡。 串口软件设计主要通过VISA驱动，可通过VISA子模板和Serial子模板来实现。

27. VISI子模板的调用 途径: Functions InstrumentI/O VISA

28. Serial子模板的调用 途径: Functions InstrumentI/O Serial

29. VISI简介 VISA(Virtual Instrument Software Architecture，虚拟仪器软件体系结构)实质上是I/O接口软件库及其规范的总称。 为了推进虚拟仪器软件标准化进程，VXI Plug & Play联盟1996年完成了对VISA规范的开发工作。VISA本身不具备编程能力，它通过调用低层驱动程序来实现对仪器的控制。 与现有其他I/O接口软件相比，VISA的I/O控制功能适用于各种仪器总线类型，包括了VXI、GPIB、RS232等各类总线的控制操作。

30. VISI控制命令 (1)“VISA Configure Serial Port.vi”：串口参数设置 VISA resource name：设置串口号。 baud rate：设置波特率，默认值为9600。 data bits：设置数据位。该位应在5~8之间，默认值为8。 parity：奇偶校验位，默认值为无校验，可设置为奇校验、偶校验等。 stop bits：设置停止位，可以为1、1.5、2位。 flow control：用于设置握手信号类型。 error out：输出错误代码。

31. VISI控制命令 (2)“VISA Read.vi”：从串口读取数据 VISA resource name：设置所要打开的VISA资源。 byte count：设置读取字节总数。 read buffer：从串口读取的字符。 return count：读取的字节数量。

32. (3)“VISA Write.vi”：向串口写入数据或命令。 VISA resource name：指定要打开的VISA资源。 write buffer：要写入设备的数据。 error in：表示VI或函数运行前发生的错误情况。 VISA resource name out ： VISA resource name 副本。 (4)“VISA Clear.vi：清除对设备的设置。

33. (5)“VISA Open.vi：打开和指定资源的连接。 (6)“VISA Close.vi：结束串口的数据读写。

34. VISA 应用示例1： 本例是简单的数据读写操作，首先选择VISA资源地址，连接VISA和外围设备，写入命令并且读取10字节数据后，断开连接。 VISA 应用示例2： 见教材(P)图6-16，6-17 。选择串口1，波特率设为9600，其他参数采用默认值，进行一般的字符读写操作---先向串口写入数据TSINGHUA，然后读取串口的数据

35. VISA 应用示例3： 本例使用2台计算机进行通信，1台计算机作为服务器，通过串口向外发送数据；另1台计算机作为客户机，接收由服务器发送来的数据。2台计算机之间利用1条串口数据线连接起来，2台计算机之间的串行通信流程图和串口引脚的接线顺序如图所示。