数字多用表的组态校准平台设计

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    数字多用表是相关电子设备科研生产的必备测试设备，随着科技发展和使用环境要求的不同，不断涌现新功能、新性能、新接口的数字多用表，并大量应用于电子行业。数字多用表自动校准技术发展到现在，已经相当成熟，但总体来讲，一般的自动校准系统多是针对特定设备的专用测试系统，随着被测对象的改变，要重新选择相应的仪器总线标准，更换硬件接口设备及其驱动；且相应的自动校准流程、数据处理都需要重新进行修改，其校准系统开发周期长、应用面窄、适应性差的缺点并未得到根本改善。

    为实现新型数字多用表的自动校准，尽量减小因数字多用表的计量工作对科研生产进度的影响，迫切需要对通用数字多用表自动校准硬件平台及其综合校准软件程序进行研究，完成数字多用表的组态校准平台的构建。

    1 组态校准平台的构成

    平台由 USB、GPIB、LAN、RS232、数字 I/O 等多种总线仪器组成，以 USB主控制机为中心控制器，基于模块化、开放化的设计思想，构建了数字多用表的组态校准平台。平台构成包含相应的接口适配器平台，将USB、GPIB、LAN、RS232、数字I/O等多种总线仪器转换为USB总线接口。

    1.1 USB 主控制机接口设计

    USB 串行通信接口采用的是 Cypress 公司的 CY7C68013芯片，能够充分实现 USB2.0（2000 版） 协议，并向下兼容USB1.1。

    CY7C68013 芯片包括 3 种可用的接口模式：端口、GPIF主控和从 FIFO。在“端口”模式下，外部逻辑或外部处理器直接与 FX2 端点 FIFO 相连，外部逻辑可直接控制 FIFO。“GOEF 主控”接口模式使用 PORTB 和 PORTD 构成通向 4 个FX2 端点 FIFO（EP2、EP4、EP6 和 EP8）的 16 位数据接口，以实现多种复杂的控制时序和高速数据传输。

    1.2 GPIB 总线协议的实现

    GPIB 总线目前仍是仪器、仪表及测控系统与计算机互连的主流并行总线。利用 GPIB 专用芯片实现 GPIB 接口功能，这是目前最主要的GOIB 接口实现方法。现在生产的计算机、测试仪器上的 GPIB 接口电路，绝大多数采用专用芯片实现。系统采用 NI 公司的 NAT9914 完成 GPIB 接口功能，能够实现 IEE488.2 所定义的讲者、听者、控者等的全部接口功能。

    系统中，NAT9914 接口通过 USB接口单片机 CY7C68013读取 / 写入其内部寄存器来实现。单片机的地址线与NAT9914 的寄存器选择端 RSO－RS2 直接相连。设计时应注意NAT9914 与单片机间的数据总线的最高位为 DO 位。母线收发器采用专用于与 NAT9914 配合使 用 的 、 适 用 于IEEE- 488 总线的、高速低功耗 8 路总线接口收发器集成电路SN75160B、SN75162B。其中，SN75160B 为数据总线的收发门器件，SN75162B 为控制总线的收发器。