C#經過NI-VISA操做Tektronix TBS 2000B系列示波器

時間 2021-02-16

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1、概述html

本文描述採用C#語言訪問控制Tektronix TBS 2000B 系列示波器。接口協議採用NI-VISA。git

最近一個項目須要和一款示波器進行通訊，須要對示波器進行一些簡單控制並獲取到波形數據。通過一段時間研究，大體瞭解了相關操做，由於發現相關資料不是不少，因此把我瞭解的相關知識和你們分享一下。文末將提供本文涉及的相關文檔、代碼、安裝程序的下載地址。編程

正常狀況下，咱們若是須要和一個設備進行通訊，首先須要知道PC經過什麼方式和設備進行鏈接，通訊協議是什麼。因爲工做須要和不少設備進行過鏈接，經常使用的鏈接方式主要有：網絡鏈接、串口鏈接、USB接口鏈接等；通訊協議都是自定義的協議文本。原本覺得這個項目首先得須要搞清楚示波器的通訊協議，而後才能進行下一步開發，在官方網站下載了一些編程資料，發現該設備是能夠經過VISA進行鏈接的，那什麼是VISA呢？VISA是由National Instruments公司牽頭，聯合一些設備製造廠商共同指定的一個通用設備鏈接標準，無論設備經過何種方式進行鏈接，只要符合VISA規範就能夠經過該標準協議進行鏈接，而NI-VISA就是NI公司實現的一個協議，經過這個協議接口，咱們不用直接和設備進行通訊，只須要經過NI-VISA提供的接口就能夠訪問設備，而經常使用的接口很是簡單，主要就是OPEN、WRITE、READ等幾個命令。符合規範的設備都會公開一份SCPI指令集的文檔，只要仔細閱讀該文檔就能夠實現設備的控制。在整個項目過程當中，我僅僅經過幾個官方網站下載的文檔就完成項目開發，幾乎沒有什麼障礙，在此不得不感慨咱們的製造業和發達國家相比確實有很大差距，咱們就缺乏這樣標準性的東西，什麼事情都得從底層作起，很不科學。要是那些巨頭們肯作一些這方面的工做就太好了，比作什麼買菜、賣魚的APP有意義得多了。瀏覽器

2、鏈接

示波器經過網絡接口和PC進行鏈接網絡

配置示波器IP和PC在同一個網段，例如：192.168.11.11，在設置時注意IP內不要有0，而後在PC上先ping一下，看可否ping通。ide

若是能ping通就在瀏覽器輸入http://192.168.11.11看可否打開示波器主頁，確認SCPI指令能夠運行。網站

3、安裝驅動

運行NI-VISA Runtime安裝程序，選中運行時基礎包和.NET支持包。 ui

.NET支持包選.NET 4.0-4.5.1 Runtime Support(IVI)，不選.NET XX Runtime Support(NS)，NS的包是老版本。this

安裝完成後造成兩個包：Ivi.Visa和NationalInstruments.Visaspa

其中Ivi.Visa有兩個版本：

32位位置：C:\Program Files (x86)\IVI Foundation\VISA\Microsoft.NET\Framework32\v2.0.50727\VISA.NET Shared Components 5.8.0

64位位置：C:\Program Files\IVI Foundation\VISA\Microsoft.NET\Framework64\v2.0.50727\VISA.NET Shared Components 5.8.0

NationalInstruments.Visa位置：C:\Windows\Microsoft.NET\assembly\GAC_MSIL\NationalInstruments.Visa\v4.0_17.0.0.0__2eaa5af0834e221d

4、引用

新建VS工程，按上述地址添加Ivi.Visa和NationalInstruments.Visa兩個引用。Ivi.Visa的庫根據須要能夠選32位或64位。

程序運行須要在目標機器安裝運行時，因此引用的庫不須要複製到項目文件夾。

5、代碼

已經有網友把VISA接口得調用進行了封裝，我直接使用了相關代碼，幾乎一字未改，相關代碼請查閱：https://www.cnblogs.com/cncc/p/7866899.html

鏈接代碼：

            string IP = this.txtIP.Text.Trim();

            string IpRegex = @"^((25[0-5]|2[0-4]\d|[01]?\d\d?)\.){3}(25[0-5]|2[0-4]\d|[01]?\d\d?)$";

            if (!Regex.IsMatch(IP, IpRegex))
            {
                MessageBox.Show("IP地址不正確！");
                return;
            }

            if (!PortUltility.OpenIPAddress(IP, out string fullAddress))
            {
                MessageBox.Show("未找到設備!");
                return;
            }

            try
            {
                _portOperatorBase = new LANPortOperator(fullAddress);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"初始化設備失敗:{ex.Message}");
                return;
            }

            try
            {
                _portOperatorBase.Timeout = 2000;
                _portOperatorBase.Open();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"鏈接設備失敗:{ex.Message}");
                return;
            }

            EnabledControls(true);
            MessageBox.Show("鏈接成功！");

View Code

寫指令一共有兩種，一種不須要返回數據、一種須要返回數據，下發了須要返回數據的指令後才能進行讀取指令，不然就會讀取失敗。

讀寫指令以下：

        private void btnWrite_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string CmdStr = this.txtCommand.Text.Trim();

           
            try
            {
                _portOperatorBase.WriteLine(CmdStr);
                ShowLog($"[Write][{CmdStr}][Success]");
            }
            catch
            {
                ShowLog($"[Write][{CmdStr}][ERROR]");
            }
        }

        private void btnReadString_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            try
            {
                var result = _portOperatorBase.Read();
                ShowLog($"[Read][{result}][{result.Length}]");
            }
            catch (IOTimeoutException)
            {
                ShowLog($"[Read][ERROR:Timeout]");
            }
            catch (Exception ex)
            {
                ShowLog($"[Read][Exception:{ex.Message}]");
            }
        }

View Code

核心代碼就這麼多，剩下的就根據須要查詢SCPI指令表就能夠了。

附錄、相關SCPI指令

如下指令僅適用於Tektronix TBS 2000B系列示波器。

(一)       基本指令
1.     身份
WRITE：*IDN?

READ：

(二)       設置
1.     默認設置
RECAll:SETUp FACtory

2.    通道控制
Select:CH<x> ON/OFF

3.    水平位置與比例
HORizontal:POSition?

HORizontal:POSition 10

 

HORizontal:SCAle?

400   單位是秒

HORizontal:SCAle 0.2

 

4.    垂直位置與比例
CH1:POSition？

CH1:POSition 1

 

CH1:SCAle?

CH1:SCAle 2.5

 

5.    觸發
模式

TRIGger:A:MODe?

NORMAL

 

觸發類型

TRIGger:A:TYPe?

EDGE

 

觸發源

TRIGger:A:EDGE:SOUrce CH1

 

耦合：

TRIGger:A:EDGE:COUPling g {DC|HFRej|LFRej|NOISErej}

 

斜率

TRIGger:A:EDGE:SLOpe {RISe|FALL}

 

觸發電平（當前）

TRIGger:A:LEVel?

2.0800

TRIGger:A:LEVel 3.5

 

觸發電平（指定通道）

TRIGger:A:LEVel:CH1?

2.0800

TRIGger:A:LEVel :CH1 3.5

 

(三)       控制
1.     設置/查詢工做類型
ACQuire:STOPAfter SEQuence

ACQuire:STOPAfter RUNSTOP

查詢：ACQuire:STOPAfter?

返回最後一次設置的工做類型

 

2.    設置/查詢運行狀態
ACQuire:STATE？

0：Run或Single

1：Stop

設置：ACQuire:STATE ON/OFF

 

3.    查詢觸發狀態
TRIGger:STATE?

READY：等待觸發

SAVE：已經觸發

 

(四)       讀取數據
1.     設置數據來源（通道）
DATA:SOURCE CH1

 

2.    設置/讀取記錄寬度
HORizontal:RECOrdlength?

2000

 

3.    讀取波形數據寬度（僅讀取，觸發完成後有效）
WFMOutpre:RECOrdlength?

2000

4.    設置傳輸數據窗口
DATa:STARt 1    最小爲1

DATa:STOP 2000

DATa:WIDth? 單個數據寬度（字節數）默認爲1，能夠修改成2字節，但高位始終爲0

 

5.    數據讀取
CURVe?

Read（Bytes）：返回指定長度的字節數據【LENGTH= N+(STOP-STARt+1)+1】

數據爲：幀頭（N字節）+數據（STOP-STARt+1字節）+幀尾（1字節）。

幀頭爲:#（1字節）+數據長度的長度（1字節）+數據長度（1~9字節）

幀尾爲：\n

數據每一個字節表示一個波形高度值，採用補碼方式，即第一個位表示符號，範圍從-128~127