基于GPIB的自动测试系统是计算机技术和自动测试技术相结合的产物,目前广泛应用于众多领域。本文在介绍基于GPIB的自动测试系统组成和GPIB技术原理和特点的基础上,着重介绍了已在工程实际应用中使用的车载音响测试系统,该系统大大提高了测试的自动化程度,使测试人员从繁重的测试任务中解脱出来,只需将精力集中于测试方案的设计和测试序列编写上,从而凸显了自动化测试系统的优越性。
1 自动测试系统
一个测试项目就是计算机向若干台测试仪表发送消息,计算机和测试仪表之间通过GPIB线来连接,这就要求所用的测试仪表必须支持CPIB所发送的消息实际上就是SCPI(Standard Command for Program—ming Instrument)语言。近年来,新型的测试仪表上具备了GPIB接口,从而可以把它与计算机连接起来,组成一个自动测试系统。该系统不但提高了仪器的测量精度,而且具有数据处理能力,并能用软件来取代硬件甚至完成硬件无法完成的功能。一般来说,一个完整的测试系统由控制器、测试仪表、测试软件和接口总线组成,如图1所示。
2 GPIB技术特点及工作原理
2.1 GPIB的特点
(1)GPIB接口板置于设备内部,设计者不用考虑设计接口的问题,此接口适用于该设备所能参与构成的任何系统。其通用性是不言而喻的。
(2)GPIB具有高级特性,进行操作时仅需搬动设备和插拔电缆插头,并不涉及接头的具体硬件设计,这是因为GPIB引入了一些高级接口的概念,而且功能、电气和机构上的规定制定的相当完善,保证了充分的兼容性。GPIB的这种特性表现在编程上,就是减轻了软件设计的负担,可使用高级语言编程。
(3)GPIB系统组建和拆散灵活,使用方便,用具有GPIB接口设备组建的系统是真正的“积散型”系统,它们“积”成为自动测试系统,“散”可以各自单独使用,表现出无以伦比的灵活性。
(4)GPIB接口比一般接口的价格约贵10%,但考虑到组建测试系统连接多个外设,GPIB接口比一般接口要便宜。因此,从通用性、兼容性、灵活性及经济性等方面来看,GPIB接口是其他接口所无法比拟的。
2.2 GPIB母线
GPIB系统为了进行有效的信息传输,一般要求3种不同的元素:讲者、听者和控者。其数据传输采用位并行,字节串行,双向挂钩和双向异步的方式进行。总线共24条,可分为3类:16条信号线,1条屏蔽线,7条地线。信号线又分为3组:第一组是8位的数据总线,用于传输数据,命令或状态字。第二组是接口管理总线,由5条信号线组成:ATN,IFC,REN,SRQ,EOI用于控制总线进程,起总线指挥作用。最后一组是3条挂钩线(DAV,NRFD,NDAC),用于数据的通讯联络,保证异步传送顺利进行。
2.3 三线挂钩过程
数据传送在讲者和听者间以三线挂钩方式进行。其基本过程是:
(1)发送者向数据母线上发送数据,但并不宣布数据有效,即令DAV=0;
(2)接收者相继准备接收数据,共同用NRFD=0向发送者表示已准备好接收数据;
(3)当发送者确认所有接收者均已做好接收数据的准备,就发出DAV=1的信息,示意接收者放在数据母线上的数据可以接收;
(4)当接收者确认数据可以接收时,信号NRFD=O已不必再保留下去,因而恢复NRFD=1的状态,为下一次循环做准备;
(5)接收者开始接收数据;
(6)由于接收数据速度不同,接收者相继收到数据,当接收速度最慢的那一段设备接收完毕时,使母线NDVC=0,表示所有接收者均已接收完毕;
(7)当发送者确认各接收者都已接收数据完毕,原来发的“数据有效”信息DAV=1已不必保留了,故发DAV=0,同时将数据母线上的数据撤掉;
(8)各接收者根据收到的DAV=1信息而恢复NDVC=l,到此DAV,NRFD,NDAC三线均已恢复原状态,表示一次互锁联络循环的结束,并为下一次循环做好了准备。
3 基于GPIB的车载音响测试系统
3.1 硬件系统
3.1.1 测试系统介绍
本项目为车载音响集成机架式测试自动化系统。考虑到系统将来的扩充性,将全面采用测试自动化系统的统一平台结构,在此结构上,实现音响部分的功能。车载音响测试系统,主要分为5个部分:双通道音频信号发生器与双通道音频信号分析仪,标准信号发生器,音频切换开关,控制器、标准直流电源和软件体系。共同承担起完整的系统功能。其中音频分析仪、信号发生器、直流电源均采用德国的高性能测试仪表,能够完成精准的测试要求。