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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-48534

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 BIOS98

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VISA245

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SCPI289

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