基于LabVIEW平台的任意波形发生器计算机控制

基于LabVIEW平台的任意波形发生器计算机控制

摘要：本文介绍了运用GPIB接口和虚拟仪器开发平台LabVIEW设计开发的AFG320任意波形发生器的计算机控制软件，实现了AFG320的计算机控制，扩展了AFG320的功能。
关键词：任意波形发生器　GPIB　LabVIEW
中图分类号：TP123
文献标识码：B

1．引言
飞速发展的现代科学技术对测试测量提出越来越高的要求，主要表现在测试任务多、精度高、速度快等方面，例如汽车驾驶室模拟仿真测试，传统仪器手工操作、单台使用的工作方式已经不能满足其需求，有效的解决方法就是组建自动测试系统。为了将目前广泛使用的台式任意波形发生器仪器集成到自动测试系统中，我们为泰克公司的AFG320任意波形发生器设计了计算机控制软件。该软件的优点是：界面友好、操作简单、功能强大、响应迅速，不仅实现了该仪器所有本地控制，而且还能实现任意波形绘制、编辑、存储、打印、输出功能。
2．计算机控制软件设计
AFG320是泰克公司生产的一款高性能的任意波形发生器。它具有标准波形/任意波形的产生、编辑、存储、输出等功能。它配备有GPIB接口，可与计算机通讯或由计算机对其进行控制。对于GPIB接口卡，我们选择艾讯公司的AX5488卡。该款产品采用NEC公司生产的接口芯片μPD7210，符合IEEE-488.2标准和SCPI标准。
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是美国国家仪器公司(National Instruments Corporation，简称NI)推出的一种虚拟仪器开发平台。在该环境下，LabVIEW用图标连线方式的图形语言代替了传统程序语言的文字编程方式，使用者可以灵活自如地设计各种应用程序。同时LabVIEW提供了丰富的元件库、函数库和子程序库，用户可以很方便地组成自己需要的虚拟测试系统。LabVIEW还提供了DLL接口和CIN节点，使用户能够在LabVIEW平台上使用其它软件平台编译的模块。
本文设计的AFG320计算机控制软件用LabVIEW6.1为软件开发平台，支持仪器的所有功能，运行后用户完全可以不用手动操作仪器就能完成波形的产生、存储、下载、输出功能。本软件还提供了一个图形化波形编辑工具，允许用户操作鼠标绘制和编辑用于输出的任意波形。AFG320计算机控制软件在设计开发工程中采用大量高度集成化标准程序模块，其中主要包括仪器初始化模块，仪器管理模块，标准波形的选取、设置模块，任意波形的编辑模块，波形调制选取、设置和输出模块，波形输出模块等，其中标准波形、特殊波形、任意波形的输出都通过调用波形输出模块来实现。
2.1 软件流程图
软件的设计上采用并发式结构，主程序同时调用多个子程序。该软件主程序流程入下图2.1.1所示。

图2.1.1 软件流程图   Fig 2.1.1 Flow chart of software

2.2 仪器控制程序
仪器控制程序包括仪器初始化模块、仪器管理模块波形调制选取、设置模块和波形输出模块。
初始化模块：执行仪器的初始化，自检，清零功能。
仪器管理模块：执行仪器运行模式，锁定与解锁通道，是否恢复出厂设置等仪器管理操作。
波形调制模块：设置SWP、FM、AM、FSK等各种调制参数及调制波形。
波形输出模块：由于仪器硬件只能识别ASCII字符，所以本模块将用户交互操作产生的任意波形通过转换，下载到任意波形发生器的内部存储器，并打到仪器输出通道，输出所需波形。
以上仪器控制程序是通过主程序调用艾讯公司提供的GPIB.DLL动态链接库中的接口函数实现的。
2.3 任意波形编辑模块
该模块采用三种途径产生任意波形：函数库编辑、公式输入和鼠标绘制。任意波形函数库中存放了23个生产实践中常用的函数波形，用户只要从中选取，修改函数，设置波形频率，幅值等参数，就可以产生波形；公式输入法支持用户输入一个公式来表征任意波形，用户还可将专用波形加入到任意波形函数库中存放；为了方便用户我们还设计了鼠标绘制任意波形的功能，如图2.3.1所示，是鼠标绘制任意波形的界面。

图2.3.1 任意波形的绘制和编辑界面 Fig 2.3.1 Interface of arbitrary waveform editing

当用户需要绘制任意波形时，首先将鼠标移到画图区的移动光标上，然后按住鼠标左键拖动鼠标，鼠标的移动轨迹即形成任意波形。用户还可点击画图区下面的按钮来选择是画任意曲线还是画直线。移动光标的坐标通过X、Y指示值可知。也可通过修改光标坐标达到精确描绘所需要的任意波形。绘制完成后，单击停止按钮则返回到主界面，主界面如图2.3.2所示。用户可通过提供的编辑工具，放大、缩小、平移波形，还可对波形的颜色、位置、是否适应坐标的状态等属性进行设置。

图2.3.2 主界面 Fig 2.3.2 Main interface

3．结论
经过模块调试和系统联调，本软件目前运行稳定正常。使得AFG320输出任意波形的高级功能得到灵活应用，实现了手动操作仪器无法实现的任意波形绘制和编辑功能。通过在LabVIEW软件平台下对AFG320任意波形发生器计算机控制软件的研究，我们对虚拟仪器的开发作了实践性的尝试，结果是非常成功的。

参考文献
[1]. 泰克公司 AFG320任意波形发生器使用手册 1999 
[2]. 杨乐平 李海涛 肖相生 LabVIEW程序设计与应用 电子工业出版社 2001

Software for AFG320 Arbitrary Waveform Generator based on LabVIEW
Ding Xiaoliang　Pan lideng

Abstract: A control software based on the GPIB interface and LabVIEW for the AFG320 arbitrary waveform generator is described in this paper. The software realizes the computer control of AFG320, extends the functions of AFG320.
Keywords: Arbitrary Waveform Generator　GPIB　LabVIEW