基于单片机辅助控制多对象自动测量系统设计

　　0　引言

　　目前数字测量仪器,如数字电桥、数字示波器和数字信号源等通用仪器,它们大都带有标准RS232接口,可独立使用,也可以和计算机的串口联接程控测量。但实际中往往需要对多个测量对象(或不同的测量条件)实现自动测量,不仅提高测量效率,还要将测量结果建库,加入辅助测量信息(如:日期、时间、测试人和批次等),进行二次处理,生成曲线和图形等,即通过数字测量仪器数字接口仪器的接口协议,进行专用自动测量系统的开发,这种系统的优点是,只要被测对象的转接过程中引入的误差控制在一定的范围之内,就可保证测量结果的可信度,因此,开发周期短,辅助设备简单,是一种好的开发方案。本文针对这种需要和实现提出一种基于单片机辅助控制的多对象的自动测量系统的设计思想,在深入分析优化系统功能单元的作用基础上,介绍了系统的组成,系统程序设计的方法。

　　1　系统设计

　　基于单片机辅助控制的多对象自动测量系统的硬件组成如图1所示。图中虚线框内部分被安装在一个自制的带屏蔽和外部接插件的结构中,这个结构可以叫做测量接口仪。在传统的基于计算机的测量中,直接用串口线将计算机和支持串口的数字测量仪器连接。数字测量仪器接收到计算机发送来的命令后做出响应,主要是配置测量参数或者测量接插件上的被测件并把结果返回给计算机。在多对象测量系统中,数字测量仪器不直接和计算机连接,而是通过测量接口仪。使用这个自制测量接口仪的原因是,一般的测量数字测量仪器仅提供1个或者2个测量通道,而这在一些特定大批量测量场合是远远不够的,不符合多对象测量的需要。使用自制测量接口仪,就可以很方便地通过自制的接插件为多个被测件提供连接支撑。测量接口仪可以选择具体那个被测件,并自动和数字测量仪器的输入通道连接,最后向数字测量仪器发送命令实施测量。基本过程是,测量对象的选通,由单片机系统及转换驱动电路完成,数字接口仪器对选通的对象进行测量取得测量结果。

　　2　应用程序设计

　　根据系统组成,将应用程序分为两部分,一部分是计算机程序软件(记为PCsoft),它是整个系统工作的流程控制、数据处理及数据输出的系统软件;另一部分是单片机辅助控制软件(记为MCUsoft),它是实现对多测量对象的选通。

　　系统完成一次测量的过程是:计算机首先通过单片机控制转换电路对测量对象进行设置(选择),单片机完成设置后给计算机返回转换完成信号,计算机收到返回信号后,启动数字测量仪器对被测对象进行测量,数字测量仪器完成测量后将测得数据送给计算机。由此可见,测量对象选通指令、数字测量仪器的控制指令和返回数据的传送都是在计算机的RS232上完成的,因此,系统串口电路和工作方式将决定系统程序的复杂程度和系统的测量速度。