Pomiary oscyloskopowe okiem praktyka. cz. 10.pdf

POMIARY

Pomiary oscyloskopowe:

okiem praktyka, część 10

Dziesiątą część cyklu artykułu

poświęcamy pokazaniu

praktycznych zagadnień

związanych z komunikacją

nowoczesnych oscyloskopów

ﬁrmy Tektronix z komputerami

PC. Na płycie CD–EP10/2007B

publikujemy oprogramowanie

narzędziowe i przykładową

aplikację opracowaną przez

autora.

Komunikacja oscyloskopu

z komputerem

Rezultaty pomiarów wykona-

nych oscyloskopem cyfrowym moż-

na archiwizować na kilka sposobów.

Najprostszym z nich, i prawie za-

wsze dostępnym, jest zapis danych

w pamięci referencyjnej. Jej pojem-

ność jest jednak zwykle ograniczona

do kilku przebiegów. Coraz częściej

oscyloskop cyfrowy oferuje zapis na

zewnętrznym nośniku, jak np. karty

Compact Flash. Zapisuje się zarów-

no obraz z ekranu do pliku graﬁcz-

nego, dane z rekordu akwizycji, jak

i komplet nastaw przyrządu. O wiele

większą funkcjonalność oferuje po-

łączenie oscyloskopu z komputerem.

Do niedawna była to dodatkowa op-

cja, obecnie takie rozwiązanie staje

się prawie standardem. W prostych

modelach mamy do dyspozycji po-

łączenie poprzez RS232, GPIB, LAN

lub USB. Bardziej zaawansowane

konstrukcje wyposażone są we włas-

ny komputer PC, gdzie komunikacja

odbywa się np. poprzez wewnętrzny

interfejs PCI. Wraz z oscyloskopem

otrzymujemy napisany przez produ-

centa program komunikacyjny. Jego

możliwości nie zawsze zgodne są

z naszymi potrzebami i oczekiwania-

mi. W tym odcinku postaram się

przekonać Czytelników, że napisanie

własnej aplikacji może być bardzo

łatwe i szybkie.

Przedstawiony w dalszej części

przykład dotyczy oscyloskopów Tek-

tronix TDS1000B i TDS2000B wy-

posażonych fabrycznie w port USB.

Nic jednak nie stoi na przeszkodzie,

aby podobne rozwiązanie zastosować

do wcześniejszych modeli tego pro-

ducenta. Warunkiem jest jednak ja-

kikolwiek port komunikacyjny, który

w poprzednich wersjach oscylosko-

pów dostępny był jako dodatkowa

opcja. Potrzebny także będzie kom-

puter PC z systemem Windows.

Napisanie własnej aplikacji ko-

munikacyjnej bazuje na wykorzy-

staniu funkcji biblioteki TekVISA,

dostarczanej wraz z nowym przy-

rządem. Można ją także bezpłat-

nie pobrać z internetowej strony

producenta ( www.tek.com ). Wersja

3.02 jest dostępna na płycie CD–

EP120/2007B. Plik instalacyjny ma

rozmiar 75 MB (w najnowszej wer-

sji 3.3 nawet 109 MB). Zawiera on

jednak dodatkowe składniki, m.in.

kilka aplikacji oraz wiele przykła-

dów w języku C. Po zainstalowaniu

znajdują się one w domyślnym ka-

talogu C:\VXIpnp .

TekVISA jest opracowaną przez

Tektronix implementacją bibliote-

ki I/O VISA ( Virtual Instrument Sof-

tware Architecture ). Ogólny schemat

jej udziału w komunikacji pomiędzy

przyrządem pomiarowym a środowi-

skiem, w którym tworzy się własną

aplikację, przedstawiono na rys. 53 .

Jak widać, program użytkownika od-

wołuje się po prostu do interfejsu

programowania TekVISY. Dokładnie

jest on opisany w instrukcji obsługi

„ TekVISA Programmer Manual ”.

Wbrew pozorom, napisanie włas-

nego programu komunikacyjnego jest

dość proste. Ponieważ przykłady w C

oraz Visual Basicu dostarczone są

przez producenta, w artykule przed-

stawiono wykorzystanie środowiska

Delphi. Bezpłatne wersje Delphi Per-

sonal są dostępne na stronie ﬁrmy

Borland. Autor korzystał ze starszej

wersji Delphi 5.0 Standard.

Przed przystąpieniem do tworzenia

programu należy zainstalować z po-

ziomu Delphi odpowiednią kontrolkę

ActiveX. Zakładając, że TekVISA jest

już zainstalowana wcześniej, wykonu-

je się to poprzez wybranie z menu

Component–>Import ActiveX Control… .

W oknie dialogowym należy wybrać

Elektronika Praktyczna 10/2007

POMIARY

Rys. 54.

Rys. 53.

FindList umieszcza listę wszyst-

kich podłączonych urządzeń w tab-

licy wariantowej dev . Jeśli lista ta

okaże się pusta, informujemy o tym

poprzez wyświetlenie odpowiednie-

go komunikatu w polu listy ListBox1 .

W przeciwnym wypadku wpisujemy

tam spis wszystkich połączeń. Do

pola Tvc.Descriptor wpisujemy na-

zwę kolejnego połączenia i od tej

pory Tvc odnosi się do urządzenia

związanego z tym połączeniem. Za

pomocą funkcji Query wysyłamy do

każdego z urządzeń zapytanie *IDN?

i odczytujemy identyﬁkujący je ciąg

znaków. Zapisujemy go następnie na

odpowiedniej pozycji listy ListBox2 .

Jeśli do komputera podłączony jest

jeden oscyloskop, to wynik działania

programu powinien być podobny do

przedstawionego na rys. 55 .

Aby skomunikować się z do-

wolnym dołączonym do komputera

przyrządem, należy do pola Tvc.De-

scriptor wpisać nazwę danego połą-

czenia dostępną poprzez dev[i] . Na-

stępnie, za pomocą Tvc.WriteString

zapisać wymagane polecenie i ko-

rzystając z Tvc.ReadString odczytać

ewentualną odpowiedź. Spis komend

dla oscyloskopów Tektronix, TDS200,

TPS2000 i TDS1000/TDS2000 znajdu-

je się w podręczniku programowania

dostępnym na internetowej stronie

producenta oraz na płycie dołączo-

nej do tego wydania EP.

Pobranie obrazu z ekranu oscylo-

skopu do schowka systemu Windows

wydaje się banalne. Obiekt Tvc po-

siada bowiem metodę HardcopyToC-

lipboard . Odczytany rysunek wystar-

czy tylko przenieść do np. obiektu

klasy TImage . Należy pamiętać, że

aby odwoływać się do systemowego

schowka, trzeba w sekcji uses dodać

TekVISA Control (przedstawiono to na

rys. 54 ) oraz wcisnąć Install… i po-

twierdzić w pojawiającym się oknie

Install . Od tego momentu w zakładce

ActiveX palety komponentów dostęp-

ny będzie komponent Tvc ( TekVISA

Control ). Opis związanych z nim właś-

ciwości, metod oraz zdarzeń znajduje

się pliku pomocy Tvc.chm w katalogu

C:\VXIpnp\WINNT\TekVISA\Bin .

Po zainstalowaniu TekVISY warto

uruchomić aplikację InstrumentMana-

gera , wybrać SearchCriteria i pozo-

stawić tylko te interfejsy, które będą

wykorzystywane. Instrument Manager

uruchamia się poprzez menu konteks-

towe ikony VISA w podajniku syste-

mowym lub poprzez Start–>Programy–

>TekVISA .

Mając już przygotowane środowi-

sko pracy, przystąpmy do napisania

prostego programu, umożliwiającego

odbieranie obrazów z ekranu oscylo-

skopu. Na początek, na czystej formie

nowego projektu umieszczamy kolej-

no cztery komponenty: kontrolkę Tvc ,

przycisk polecenia Button oraz dwie

listy ListBox1 i ListBox2 . Po wciśnięciu

przycisku lista pierwsza powinna za-

wierać spis podłączonych przyrządów,

a lista druga ich identyﬁkację. W tym

celu w obsłudze zdarzenia OnClick

przycisku wpisujemy kod widoczny

na list. 1 .

List. 1.

var

i: integer;

dev: Variant;

begin

Tvc.SearchCriterion:= 0;

dev:= Tvc.FindList;

ListBox1.Clear;

ListBox2.Clear;

// dev zawiera teraz listę podłączonych urządzeń,

// sprawdzamy czy jakiekolwiek są aktualnie dołączone

if (varType(dev) <> varEmpty) then

begin

// identyﬁkujemy każde z połączeń oraz urządzeń dołączonych

for i:= 1 to VarArrayHighBound(dev, VarArrayDimCount(dev))) do

begin

ListBox1.Items.Add(dev[i]);

Tvc.Descriptor:= dev[i];

ListBox2.Items.Add(Tvc.Query(‘*IDN?’));

end;

// jeśli brak jest połączeń wyświetlamy informację o tym

end else ListBox1.Items.Add(‘Brak połączenia z oscyloskopem’);

end;

Elektronika Praktyczna 10/2007

POMIARY

Elektronika Praktyczna 10/2007

POMIARY

List. 2.

var

retCnt: longint;

begin

Tvc.WriteString(‘Hardcopy Start’);

Tvc.ReadToFile(‘temp’, 80000, retCnt);

Image.Picture.Bitmap.LoadFromFile(‘temp’);

end;

Rys. 55.

Wysłanie komendy Hardcopy Start

spowoduje skopiowanie aktualnej za-

wartości ekranu. Metoda ReadToFile

pozwala naszemu programowi odczy-

tać dane do pliku o nazwie temp , któ-

ry domyślnie zostanie założony w tej

samej lokalizacji, co uruchomiony

program. Drugi parametr funkcji Re-

adToFile określa maksymalny rozmiar

pliku w bajtach. Mapa bitowa pobrana

z oscyloskopu TDS1000 ma rozmiar

ok. 77 kB, stąd widoczne 80000. Jeśli

teraz do projektu dodamy obiekt TI-

mage oraz dopiszemy kod z list. 2, to

przy dołączonym do komputera oscy-

loskopie (przy tylko jednym przyrzą-

dzie Tvc odnosi się właśnie do nie-

go) otrzymamy rezultat podobny do

przedstawionego na rys. 56 . Kolejne

wciskanie przycisku spowoduje pobra-

nie następnego obrazu. W zależności

od interfejsu komunikacyjnego, może

to trwać kilka lub nawet kilkadziesiąt

sekund. Dla połączenia poprzez USB

jest to czas rzędu 3…5 s. Niestety,

komunikacja tego typu poprzez TekVI-

SĘ nie pozwoli na pracę całkowicie

on–line .

Przedstawione rozwiązanie ma jed-

nak poważną wadę. Podczas pobie-

rania danych do pliku, aplikacja nie

reaguje na polecenia użytkownika.

Gdyby kolejny obraz miał być pobie-

rany zaraz po poprzednim, to w ta-

kich warunkach ciężko byłoby nawet

zamknąć program. Wstawienie Appli-

cation.ProcessMessages nie na wiele

się przydaje. Istnieje jednak i na to

rada. Pobieranie danych do pliku na-

leży zrealizować w osobnym wątku.

W tym celu z menu File–>New trze-

ba wybrać ThreadObject . Kod z list. 2.

umieszczamy w procedurze Execute

nowego wątku, pamię-

tając o wpisaniu nazw

modułów w odpowied-

nich sekcjach uses .

Pewnej ostrożności

wymaga zakończenie

wątku. Aby program

poprawnie zamknąć

w dowolnym momen-

cie, należy najpierw

dokończyć trwający

proces pobierania da-

nych, zakończyć wątek

i dopiero zamknąć program. Na płycie

CD–EP10/2007B znajduje się przykła-

dowy projekt przygotowany przez au-

tora. Po wciśnięciu przycisku Połącz

pobiera on nazwy wszystkich aktual-

nych połączeń. Następnie dla pierw-

szego przyrządu z listy (zakładamy,

że jest to oscyloskop wymienionej na

wstępie serii) wykonuje odczytywanie

obrazu z ekranu i wyświetla go. Od

tego momentu do chwili zamknięcia

programu pobieranie jest cykliczne.

Podczas pobierania danych aplikacja

zachowuje ‘mobilność’ umożliwiając

np. zmianę rozmiarów okna. Wynik

jej działania przedstawia rys. 57 . Na

etapie przedstawionym w artykule,

program komunikacyjny nie wykonuje

nic szczególnego, ale może stanowić

podstawę dla bardziej zaawansowa-

nych zadań. Poza obrazami z ekranu,

TekVISA umożliwia pobieranie da-

nych z rekordu akwizycji. Stąd już

tylko krok do generowania dowol-

nych przebiegów matematycznych

i napisania aplikacji do np. pomiaru

mocy strat w elemencie przełączają-

cym. W poprzednim odcinku przed-

stawiony był wynik działania takiego

programu, stworzonego w ﬁrmie Tek-

tronix. Mam jednak nadzieję, że za-

prezentowany prosty przykład zachę-

ci Czytelników do napisania własnej

wersji, tym bardziej, że środowisko

Delphi oferuje w tym zakresie chy-

ba największe ułatwienia. Uzyskanie

funkcjonalności podobnej do aplikacji

pomiarów mocy dla oscyloskopów se-

rii TPS2000, można uzyskać poświę-

cając jeden z nadchodzących, długich

zimowych wieczorów.

Andrzej Kamieniecki

ClipBrd . Jak się okazuje w praktyce,

nie jest to najlepsza droga. Co praw-

da obraz można odczytać i przenieść

w dowolne miejsce, jednak czasem

jest to ostatnia, dająca się wykonać

operacja. Powtórne wywołanie Hardco-

pyToClipboard zazwyczaj skutkuje za-

wieszeniem programu lub wygenero-

waniem błędu I/O. Co więcej, dostar-

czany wraz z TekVISĄ pasek narzędzi

WordToolbar , zachowuje się w taki

właśnie sposób podczas kopiowania

obrazów z ekranu. W celu prześledze-

nia tego, co tak naprawdę robi wspo-

mniana procedura można wykorzystać

program CallMonitor . Uruchamia się

go z menu kontekstowego ikony VISA,

widocznej w podajniku systemowym.

Problem jednak w tym, że przy uru-

chomionym CallMonitorze wszystko

przebiega poprawnie.

Na szczęście istnieją też inne spo-

soby pobrania obrazu. Wykorzystamy

pobieranie do pliku, a następnie wy-

świetlenie jego zawartości za pomo-

cą metody LoadFromFile . Nie jest to

szczególnie wyraﬁnowane rozwiązanie,

niemniej skuteczne. Aby obraz z ekra-

nu oscyloskopu przenieść do obiektu

TImage wystarczy zaledwie kilka linii

kodu widocznych na list. 2 .

Rys. 56.

Rys. 57.

Elektronika Praktyczna 10/2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: