C#经过NI-VISA操做Tektronix TBS 2000B系列示波器

时间 2021-02-16

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1、概述html

本文描述采用C#语言访问控制Tektronix TBS 2000B 系列示波器。接口协议采用NI-VISA。git

最近一个项目须要和一款示波器进行通讯，须要对示波器进行一些简单控制并获取到波形数据。通过一段时间研究，大体了解了相关操做，由于发现相关资料不是不少，因此把我了解的相关知识和你们分享一下。文末将提供本文涉及的相关文档、代码、安装程序的下载地址。编程

正常状况下，咱们若是须要和一个设备进行通讯，首先须要知道PC经过什么方式和设备进行链接，通讯协议是什么。因为工做须要和不少设备进行过链接，经常使用的链接方式主要有：网络链接、串口链接、USB接口链接等；通讯协议都是自定义的协议文本。原本觉得这个项目首先得须要搞清楚示波器的通讯协议，而后才能进行下一步开发，在官方网站下载了一些编程资料，发现该设备是能够经过VISA进行链接的，那什么是VISA呢？VISA是由National Instruments公司牵头，联合一些设备制造厂商共同指定的一个通用设备链接标准，无论设备经过何种方式进行链接，只要符合VISA规范就能够经过该标准协议进行链接，而NI-VISA就是NI公司实现的一个协议，经过这个协议接口，咱们不用直接和设备进行通讯，只须要经过NI-VISA提供的接口就能够访问设备，而经常使用的接口很是简单，主要就是OPEN、WRITE、READ等几个命令。符合规范的设备都会公开一份SCPI指令集的文档，只要仔细阅读该文档就能够实现设备的控制。在整个项目过程当中，我仅仅经过几个官方网站下载的文档就完成项目开发，几乎没有什么障碍，在此不得不感慨咱们的制造业和发达国家相比确实有很大差距，咱们就缺乏这样标准性的东西，什么事情都得从底层作起，很不科学。要是那些巨头们肯作一些这方面的工做就太好了，比作什么买菜、卖鱼的APP有意义得多了。浏览器

2、链接

示波器经过网络接口和PC进行链接网络

配置示波器IP和PC在同一个网段，例如：192.168.11.11，在设置时注意IP内不要有0，而后在PC上先ping一下，看可否ping通。ide

若是能ping通就在浏览器输入http://192.168.11.11看可否打开示波器主页，确认SCPI指令能够运行。网站

3、安装驱动

运行NI-VISA Runtime安装程序，选中运行时基础包和.NET支持包。 ui

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

安装完成后造成两个包：Ivi.Visa和NationalInstruments.Visaspa

其中Ivi.Visa有两个版本：

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两个引用。Ivi.Visa的库根据须要能够选32位或64位。

程序运行须要在目标机器安装运行时，因此引用的库不须要复制到项目文件夹。

5、代码

已经有网友把VISA接口得调用进行了封装，我直接使用了相关代码，几乎一字未改，相关代码请查阅：https://www.cnblogs.com/cncc/p/7866899.html

链接代码：

            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地址不正确！");
                return;
            }

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

            try
            {
                _portOperatorBase = new LANPortOperator(fullAddress);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"初始化设备失败:{ex.Message}");
                return;
            }

            try
            {
                _portOperatorBase.Timeout = 2000;
                _portOperatorBase.Open();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show($"链接设备失败:{ex.Message}");
                return;
            }

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

View Code

写指令一共有两种，一种不须要返回数据、一种须要返回数据，下发了须要返回数据的指令后才能进行读取指令，不然就会读取失败。

读写指令以下：

        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

核心代码就这么多，剩下的就根据须要查询SCPI指令表就能够了。

附录、相关SCPI指令

如下指令仅适用于Tektronix TBS 2000B系列示波器。

(一)       基本指令
1.     身份
WRITE：*IDN?

READ：

(二)       设置
1.     默认设置
RECAll:SETUp FACtory

2.    通道控制
Select:CH<x> ON/OFF

3.    水平位置与比例
HORizontal:POSition?

HORizontal:POSition 10

 

HORizontal:SCAle?

400   单位是秒

HORizontal:SCAle 0.2

 

4.    垂直位置与比例
CH1:POSition？

CH1:POSition 1

 

CH1:SCAle?

CH1:SCAle 2.5

 

5.    触发
模式

TRIGger:A:MODe?

NORMAL

 

触发类型

TRIGger:A:TYPe?

EDGE

 

触发源

TRIGger:A:EDGE:SOUrce CH1

 

耦合：

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

 

斜率

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

 

触发电平（当前）

TRIGger:A:LEVel?

2.0800

TRIGger:A:LEVel 3.5

 

触发电平（指定通道）

TRIGger:A:LEVel:CH1?

2.0800

TRIGger:A:LEVel :CH1 3.5

 

(三)       控制
1.     设置/查询工做类型
ACQuire:STOPAfter SEQuence

ACQuire:STOPAfter RUNSTOP

查询：ACQuire:STOPAfter?

返回最后一次设置的工做类型

 

2.    设置/查询运行状态
ACQuire:STATE？

0：Run或Single

1：Stop

设置：ACQuire:STATE ON/OFF

 

3.    查询触发状态
TRIGger:STATE?

READY：等待触发

SAVE：已经触发

 

(四)       读取数据
1.     设置数据来源（通道）
DATA:SOURCE CH1

 

2.    设置/读取记录宽度
HORizontal:RECOrdlength?

2000

 

3.    读取波形数据宽度（仅读取，触发完成后有效）
WFMOutpre:RECOrdlength?

2000

4.    设置传输数据窗口
DATa:STARt 1    最小为1

DATa:STOP 2000

DATa:WIDth? 单个数据宽度（字节数）默认为1，能够修改成2字节，但高位始终为0

 

5.    数据读取
CURVe?

Read（Bytes）：返回指定长度的字节数据【LENGTH= N+(STOP-STARt+1)+1】

数据为：帧头（N字节）+数据（STOP-STARt+1字节）+帧尾（1字节）。

帧头为:#（1字节）+数据长度的长度（1字节）+数据长度（1~9字节）

帧尾为：\n

数据每一个字节表示一个波形高度值，采用补码方式，即第一个位表示符号，范围从-128~127

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相关文档、代码下载：https://gitee.com/seabluescn/tksamples.git