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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 仪表与自动测试技术的发展概况 1

1.1.1 仪表技术的发展概况 1

1.1.2 自动测试技术的发展概况 3

1.2 仪表总线技术概述 5

1.2.1 总线的基本规范及性能指标 5

1.2.2 总线的分类 7

1.2.3 具有总线系统的仪表的特点 8

1.2.4 仪表专用总线 8

1.3 仪器与自动测试系统的展望 11

第一篇 仪用总线基础知识 13

第2章 常用计算机总线技术 13

2.1 概述 13

2.1.1 总线和接口标准的含义 13

2.1.2 总线和接口标准的分类 14

2.1.3 总线的组成 15

2.1.4 总线的性能参数 15

2.1.5 总线层次化结构 17

2.2 STD总线 18

2.2.1 概述 18

2.2.2 STD总线信号的定义 19

2.2.3 STD总线信号功能 20

2.2.4 STD总线信号时序 21

2.2.5 STD总线的应用 22

2.3 XT/ISA/EISA总线 23

2.3.1 XT/ISA/EISA总线概述 23

2.3.2 XT/ISA/EISA电气规范 24

2.3.3 XT/ISA总线的机械规范 33

2.3.4 PC-104总线 33

2.4.1 RS-232C接口标准 34

2.4 RS-232C/RS-422/RS-485 34

2.4.2 RS-422接口标准 41

2.4.3 RS-485接口标准 43

2.4.4 几种标准的比较 44

2.5 USB总线 44

2.5.1 概述 44

2.5.2 USB设备及其描述 46

2.5.3 USB系统组成和拓扑结构 47

2.5.4 USB的数据传输 49

2.5.5 USB设备接入和开发 52

2.6 IEEE 1394总线 53

2.6.1 概述 53

2.6.2 IEEE 1394拓扑结构 54

2.6.3 地址分配 56

2.6.4 协议结构 56

2.6.5 通信模型 57

2.6.6 线缆和连接器 58

第3章 PCI总线技术 61

3.1 PCI总线的特点及系统结构 61

3.1.1 PCI总线的主要性能 61

3.1.2 PCI总线的特点 61

3.1.3 PCI总线的系统结构 62

3.1.4 PCI总线规范简介 63

3.2 PCI总线信号定义 64

3.2.1 系统信号定义 65

3.2.2 地址和数据信号 65

3.2.3 接口控制信号 66

3.2.4 仲裁信号 67

3.2.5 错误报告信号 67

3.2.6 中断接口信号 67

3.2.7 其他可选信号 68

3.3 PCI总线操作 72

3.3.1 PCI总线操作命令编码 72

3.3.2 PCI总线命令简介 73

3.3.3 PCI总线命令使用规则 75

3.4 PCI总线协议 76

3.4.1 协议简介 76

3.4.2 PCI总线的传输控制 77

3.4.3 PCI的编址 78

3.4.4 字节对齐 79

3.4.5 总线的驱动与过渡 79

3.5 PCI总线数据传输过程 80

3.5.1 PCI总线上的读操作 80

3.5.2 PCI总线上的写操作 81

3.5.3 PCI总线传输的终止过程 82

3.6 PCI设备选择 83

3.7 PCI总线配置及实现技术 84

3.7.1 配置空间的组织 84

3.7.2 配置空间的功能 85

3.7.3 配置空间的访问 92

3.8 PCI中断响应周期、中断共享及仲裁 95

3.8.1 PCI中断的响应周期 95

3.8.2 PCI中断响应共享 95

3.8.3 PCI总线仲裁 97

3.9 PCI BIOS与PCI-PCI桥 98

3.9.1 PCI BIOS 98

3.9.2 PCI-PCI桥简介 101

3.10 Compact PCI总线技术 104

3.10.1 概述 104

3.10.2 Compact PCI的机械结构 105

3.10.3 Compact PCI的电气特性 107

3.10.4 Compact PCI系统扩展 108

第4章 GPIB总线技术 109

4.1 概述 109

4.2 GPIB的基本特性与总线结构 110

4.2.1 基于GPIB总线的测试系统 110

4.2.2 GPIB的基本特性 111

4.2.3 总线的机械结构 112

4.2.4 GPIB总线信号 113

4.3 基本接口功能 117

4.3.1 十大接口功能 117

4.3.2 器件功能 120

4.3.3 接口功能的子集 120

4.4 GPIB总线系统中消息及其传递 121

4.4.1 消息分类 122

4.4.2 接口消息及其编码 123

4.4.3 多地址使用情况 132

4.4.4 接口系统的消息传递 133

4.5 三线联络基本过程 135

4.5.1 三线联络的基本原则 135

4.5.2 三线联络的基本过程 135

4.6 IEEE488.2标准 138

4.6.1 IEEE 488.2标准的主要内容及目的 139

4.6.2 IEEE 488.2器件功能命令集 139

4.6.3 IEEE 488.2控制器 141

4.6.4 IEEE 488.2的状态报告模型 142

4.6.5 IEEE 488的性能扩展 144

4.7 GPIB接口芯片及接口设计 145

4.7.1 GPIB接口芯片 145

4.7.2 TMS-9914A可编程GPIB接口芯片应用 145

第5章 VXI总线技术 153

5.1 概述 153

5.2.1 概述 154

5.2 VME总线技术规范 154

5.2.2 VME总线系统的机械特性 157

5.2.3 VME总线结构与特点 161

5.2.4 VME总线控制器 172

5.2.5 VME总线M模块 172

5.3 VXI总线系统的机械与电气特性 172

5.3.1 VXI总线系统的机械特性 172

5.3.2 VXI总线连接器 176

5.3.3 VXI总线的电气性能 180

5.4 VXI总线系统结构 188

5.4.1 概述 188

5.4.2 VXI总线系统器件及操作 190

5.4.3 VXI总线系统的器件通信协议 223

5.4.4 VXI总线系统资源与资源管理器 227

5.5.2 确定测试要求 230

5.5.3 确定系统体系结构 230

5.5.1 概述 230

5.5 VXI总线自动测试系统集成 230

5.5.4 测试设备选择 233

5.5.5 软件设计与开发 236

5.6 VXI总线即插即用规范简介 238

5.6.1 概述 238

5.6.2 VPP系统框架 240

5.6.3 VXI总线即插即用仪器驱动器规范 242

5.6.4 虚拟仪器软件体系VISA 245

5.6.5 虚拟仪器软面板 248

第6章PXI 总线技术 250

6.1 概述 250

6.1.1 PXI总线的提出 250

6.1.2 PXI系统与VXI系统比较 251

6.2.2 PXI总线的特点 252

6.2 PXI总线规范结构描述及其特点 252

6.2.1 PXI总线规范结构描述 252

6.3 PXI总线机械规范 253

6.3.1 PXI总线机械体系结构 253

6.3.2 主要机械特性 256

6.4 PXI总线电气规范 257

6.4.1 PXI连接器引脚定义 258

6.4.2 PXI总线 262

6.4.3 机箱电源规范 268

6.5 PXI总线软件规范 268

6.5.1 系统软件框架标准 269

6.5.2 PXI软件体系 269

6.6 PXI机箱与控制器 270

6.6.1 PXI机箱 270

6.6.2 PXI系统控制器 271

6.7 PXI仪器及测试系统组建 272

6.7.1 PXI仪器 272

6.7.2 基于PXI总线仪器系统的组建 273

6.7.3 基于PXI总线的通用测试分析系统 275

第7章 虚拟仪器技术 277

7.1 概述 277

7.1.1 虚拟仪器的概念 277

7.1.2 虚拟仪器的组成 279

7.1.3 虚拟仪器的特点 279

7.1.4 虚拟仪器的设计与实现步骤 281

7.2 虚拟仪器的软件标准 283

7.2.1 概述 284

7.2.2 程控仪器标准命令SCPI 289

7.2.3 IVI仪器驱动器 296

7.3.1 概述 300

7.3 虚拟仪器软件开发环境 300

7.3.2 LabWindows/CVI简介 301

7.3.3 LabVIEW简介 318

7.3.4 Agilent VEE简介 325

7.4 虚拟仪器设计 329

7.4.1 虚拟仪器的构成形式 329

7.4.2 基于网络的虚拟测试系统 331

7.4.3 虚拟仪器的综合实验 338

第二篇 仪表总线技术的应用 342

第8章 基于PCI总线的虚拟仪器系统 342

8.1 概述 342

8.2 基于PCI总线的航空发动机燃气涡轮动态信号检测 342

8.2.1 PCI-10016数据采集卡 343

8.2.2 TOP实时存盘控制卡 347

8.2.3 基于PCI-10016的航空发动机燃气涡流动态信号测试系统 348

8.3 基于PCI总线的便携式测试系统 351

8.3.1 硬件组成及性能特点 351

8.3.2 系统特点 354

8.3.3 系统软件简介 355

8.3.4 应用例——基于DEWE-2010的虚拟弹道测试系统 356

8.4 PCI总线在导弹测试系统中的应用 359

8.4.1 系统硬件设计 360

8.4.2 系统软件设计 360

8.4.3 讨论 362

第9章 基于VXI总线的仪器模块及其应用 363

9.1 JV53112并行数据采集模块 363

9.1.1 模块功能 363

9.1.2 模块工作原理及寄存器信息 364

9.1.3 软件设计 370

9.1.4 JV53112模块技术特点 371

9.1.5 模块应用例 372

9.2 JV53413扫描数据采集模块 374

9.2.1 模块功能 374

9.2.2 SCP模块及模块工作原理 374

9.2.3 软件设计 375

9.2.4 JV53413模块的技术特点 377

9.2.5 模块应用例 378

9.3 JV53202任意波形函数发生器 381

9.3.1 模块功能 381

9.3.2 工作原理 382

9.3.3 软件设计 390

9.3.4 技术特点 392

9.3.5 模块应用例 392

第10章 基于PXI总线的虚拟仪器系统 394

10.1 基于PXI-50612的军工靶场综合测试系统 394

10.1.1 PXI-50612高速数据采集模块 394

10.1.2 应用例 397

10.2 基于PXI总线的海底管线检测系统 402

10.2.1 硬件集成 402

10.2.2 软件系统 404

10.3 基于PXI总线的鱼雷测试设备计量系统 405

10.3.1 系统硬件构成 405

10.3.2 基于数据库的测试软件设计 406

10.4 基于PXI总线的导弹自动测试系统 407

10.4.1 系统组成 407

10.4.2 系统软件结构 408

10.5 基于PXI总线的分布式网络化测控系统 409

10.5.1 概述 409

10.5.2 系统组成 410

10.5.3 数据采集系统 410

10.5.4 速压控制系统及位置控制系统 411

参考文献 413