LabVIEW在上位机界面设计中的应用——虚拟仪器构建

"上位机界面设计-图像工程（第2版 下）-图像理解.章毓晋.清华大学出版社" 在本文中，我们关注的是上位机界面设计，特别是在仪器控制和自动化测试领域的应用。上位机界面是用户与设备交互的重要部分，它不仅需要能够有效地传递指令，还应具备统一化和标准化的特点，以便支持多接口控制。 4.2章节提到了在调试RS232和GPIB接口板时，通常使用的工具如串口调试助手和安捷伦的IO交互工具。这些工具虽然能够实现基本的SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments，程控仪器标准命令）字符串的发送和接收，但它们并非专为创建统一和标准化的上位机控制界面而设计，因此无法满足一个界面控制多个接口的需求。 为了解决这个问题，文章引入了LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，实验室虚拟仪器工程工作台）作为新的上位机界面设计工具。LabVIEW是一种图形化编程环境，它使用“虚拟仪器”理念，通过图形化编程语言（G语言）创建用户界面，特别适用于构建定制化的测试、测量和控制系统。这种工具的使用使得开发者能够创建出更强大、更灵活且符合国际标准的上位机界面，支持对不同接口的统一控制。 SCPI是1990年为解决程控仪器软件控制标准化问题而提出的一种命令集标准。它基于IEEE488.2，扩展了数据结构，使得仪器的命令和数据处理得到了统一，从而减少了自动测试系统的开发时间和提高了兼容性。SCPI命令允许用户通过ASCII码字符串对仪器进行复杂控制。 在仪器接口平台设计中，SCPI解析模块扮演着关键角色。当仪器接收到SCPI消息时，会进行一系列处理，包括字符串消息接收、词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成。这个过程中的语法分析模块直接影响到程序的执行效率。文章中提出了一种创新思路，即在接口电路中添加解析模块，将复杂的ASCII码字符串转化为简洁的二进制代码，以此减轻仪器内部的解析负担，提升远程控制响应速度，并简化软件开发工作。 文中提到的硕士论文研究了RS232和GPIB两种常见的接口类型。这两种接口的独立设计使得它们可以独立于仪器微处理器运行，仅需在微处理器之间建立通信就能实现仪器控制。这种方法保持了仪器设计的灵活性，同时提供了接口的独立性。 本文探讨了上位机界面设计的重要性，特别是针对仪器控制的标准化和效率优化。LabVIEW作为一种强大的工具，为实现这一目标提供了有效的解决方案，而SCPI解析模块的设计则进一步提升了接口处理能力，促进了仪器控制的效率和便捷性。