1PZ4000是一套建立在新理念基础上的功率分析仪，用于环保节能产品和技术的研究开发工作。用于对被测对象进行电压和电流波形显示和分析，对波动输入进行功率计算，进行谐波分析和快速傅里叶变换FFT功能等。在一实际应用项目中，用PZ4000仪器对节能灯电子镇流器的有关技术数据进行测量。由于PZ4000仪器功能复杂，用户提出用计算机L abV IEW软件来控制仪器，以便简化操作，并能够使测试数据与EXCEL软件相连。为此作者选用基于通用接口总线GP IB接口的仪器控制系统方案。

2基于LabVIEW GPIB控制仪器PZ4000的硬件构成

GP IB仪器系统利用GP IB接口卡将若干GP IB仪器连接起来，每个设备，包括计算机接口卡，必须有一个0到30之间的GP IB地址。一般GP IB接口卡设置为地址0，仪器的GP IB地址从1到30.GP IB有1个控者（1台电脑）来控制总线。在总线上传送仪器命令和数据，控者寻址1个讲者， 1个或多个听者。数据串在总线上从讲者向听者传送。

L abV IEW的GP IB程序包自动处理寻址和大多数其他的总线管理功能。

系统中，计算机通过GP IB接口卡和GP IB专用电缆连接到功率分析仪PZ4000的GP IB口上，并为仪器分配GP IB地址为1。系统构成如1所示。

3软件编程

31LabVIEW的GPIB VIs

L abV IEW的GP IB V Is使用了N I公司的N I488 1 2标准。

L abV IEW的安装软件安装了动态链接库以及它的支持文件， GP IB卡的附属软年也安装了这些文件和附属的支持文件。在仪器输入输出功能模块的GP IB子模块中，L abV IEW包含了GP IB通信的一些功能。其中包括的最重要的功能是从一台仪器读出和写数据串GP IB W rite V Is和GP IB Read V Is。

GP IB W rite V Is实现了把数据写入指定的地址或GP IB设备的操作。在GP IB W rite功能模块中，地址字符串（address string）指定了要控制仪器的GP IB地址；模式（M ode）决定了如何结束GP IB的写入；溢出时间（tim eout m s）决定了最长的写入时间，如果没有在规定的时间内完成，本次操作将失败；状态（Status）指定在写操作之后GP IB控制器的状态。

GP IB Read V Is是从指定地址（address string）的GP IB设备中读入相应的字节数（byte count）。

仪器的控制命令

用计算机控制仪器的过程，实际上就是计算机与仪器在通讯过程中的消息（m essage）传递过程，而所谓的消息（m essages）就是控制仪器的命令和仪器反馈数据。每台仪器都有它特定的命令和发送命令格式。

对于PZ4000，它的程序消息单元（Program m essage unit）的格式如2所示。

〈Program header〉：用于指定控制仪器的命令，从计算机发送到仪器PZ4000的命令有三种，分别是通用命令、复合命令和单一命令。通用命令是指在IEEE 488 12 2 1987中定义的命令，一般仪器都有这种命令，如3 CL S；复合命令是指仅属于仪器PZ4000的命令，如： ACQ uire： D IV ision；单一命令是指功能独立的命令，如： STAR t.

2YKPZ4000命令格式〈Program data〉：用于确定执行命令的状态，它与〈Program header〉之间用空格（Space）隔开。如：TR IGger：MODE AU TO〈PM T〉，其中AU TO为Pro 2 gram data。

3 1 3基于LabVIEW的PZ4000仪器控制程序编制PZ4000仪器的操作功能比较复杂，用L abV IEW编程实现对PZ4000的控制，通常包括如3所示的几个程序模块。

系统中，要正确编制程序，首先，必须熟悉YKPZ4000仪器的手动操作测量过程，要正确理解各种测量功能；其次，要了解对应于手动操作所实现的功能的仪器控制命令和数据格式；最后，充分利用L ab 2 V IEW V I的分层属性，创建仪器控制程序的子V I，从而可以在高层程序中调用，使高层的程序简洁。

在此项目中，为完成对仪器PZ4000的程序控制，其中的软件开发过程分如下几个步骤，首先，把仪器的有关基本操作编制成低层子程序（子V I） ，如配置仪器输入参数、收发数据、查看仪器状态等。其次，把用户对仪器的特殊的测量要求也编制成低层子程序，如T rigger功能设置，观察时间设置和数据记录长度的设置等。最后，根据应用要求，在高层调用这些子程序，组成完整的测试功能程序。

例如在此项目中，用L abV IEW编写的控制仪器PZ4000的初始化和配置程序如4所示。

从图中可以看出，初始化程序模块完成对仪器的初始化操作。通过调用有关仪器基本操作的底层子程序完成对仪器的参数配置。

在3所示的程序结构中，等待刷新程序模块用于判断数据是否被刷新。在仪器采集和处理数据时，计算机应处于等待状态，对仪器不进行任何读写操作，当仪器完成数据采集及处理后，计算机才可以读数据。为此，计算机要用到仪器内部的扩展事件寄存器来判断仪器处理数据的状态。

PZ4000中的扩展事件寄存器共有16位Bit0～Bit15，分别对应仪器处理不同数据的状态。如在数据采集时（Running） ，仪器设置Bit0为1；当数据刷新后，Bit0被置成0.因此，计算机通过判断Bit0的状态就可知道数据是否被刷新，一旦采集数据被刷新，L abV IEW程序就可以读数据。

读数据程序模块用于读数据，计算机通过GP IB口从仪器中取出用户所需要的数据；错误查询程序模块用于检查测量过程是否出现故障。

在3所示的仪器控制程序结构中，把等待刷新程序模块和读数据程序模块放在W hile Loop循环中，把其余的程序模块放在W hile Loop循环外，这样就可以完成在仪器初始化配置后，使测量过程循环往复的连续进行。

此外，还根据用户要求编制了功能参数设置、数据采集与处理、数据存盘、故障报警，报表生成与打印等程序，使得功率测试过程能够全自动进行。

此项目完成的PZ4000仪器控制的人机对话窗口界面设计如5所示。

4结束

利用GP IB技术，用计算机实现对仪器PZ4000的操作和控制，替代传统的人工操作方式，排除人为因素造成的测试测量误差。同时可预先编制好测试程序，实现自动测试，提高了测试效率。

另外，通过L abV IEW软件，可以编写仪器驱动程序，并把它作为子程序调用，与其他子程序一道组成一个大控制程序，从而控制整个系统。通过仪器驱动软件，可用一台计算机同时控制多台仪器，大大提高了测试测量的效率，这是传统仪器无法比拟的一个优点。中国粮油仪器网 http://www.grainyq.com/