徐慶坤

摘要：本文采用LabVIEW作為開發(fā)平臺，通過串口使上位機(jī)與單片機(jī)進(jìn)行通信。利用LabVIEW平臺編寫的界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，換算成單片機(jī)易識別使用的數(shù)據(jù)，通過串口傳送給單片機(jī)，然后由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字I/O口邏輯控制、模擬信號控制和時間控制，完成對半導(dǎo)體模塊的測試。

Abstract： In this paper， LabVIEW is used as the development platform， and the computer communicates with the single chip through serial port. The interface of LabVIEW is used to set the parameters， which can be converted into the data easily recognized and used by the single chip computer， and then transmitted to the single chip through serial port. Then， the single chip carries out the logic control of the digital I/O port and the control of analog signal and the control of time， and completes the testing of semiconductor module.

關(guān)鍵詞：LabVIEW；串口；通信

Key words： LabVIEW；serial port；communication

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）30-0184-02

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，面對越來越復(fù)雜的測試條件，越來越多的測試參數(shù)，對功能強(qiáng)大，測試效率高，成本低廉，系統(tǒng)更靈活、更智能化的半導(dǎo)體測試設(shè)備的需求已經(jīng)是一種不可阻擋的趨勢。原有的半導(dǎo)體測試設(shè)備多為單臺設(shè)備對單一參數(shù)的測量，重復(fù)連接被測元件，手工計數(shù)大大降低了測試效率。本文將LabVIEW良好的人機(jī)界面功能和計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能及計算功能與單片機(jī)實時控制功能的優(yōu)點相結(jié)合，開發(fā)出了集多個測試參數(shù)，保存測量結(jié)果，校準(zhǔn)功能于一體的全自動半導(dǎo)體晶閘管測試設(shè)備。

1 串行通信的基本知識

在實際項目應(yīng)用中，上位機(jī)與其它的外部設(shè)備之間需要要進(jìn)行通信，而且上位機(jī)之間也需要進(jìn)行通信。

通信有兩種基本方式：并行通信和串行通信。并行通信是一組數(shù)據(jù)的所有位同時進(jìn)行傳送。串行通信是一組數(shù)據(jù)一位位地按順序傳送。串行通信的主要特點是通信線路簡單，只要兩根數(shù)據(jù)傳輸線就可以實現(xiàn)通信，大大降低了通信所用成本。

串行通信有兩種傳送方式：異步傳送和同步傳送。同步傳送方式一次同時傳送一組數(shù)據(jù)。在這一組數(shù)據(jù)的開始處要用同步字符SYN來加以指示。異步傳送是以字符為單位進(jìn)行傳送的。它用一個起始位表示字符的開始，用停止位表示字符的結(jié)束。

串行通信的數(shù)據(jù)傳送方向有單工、半雙工和全雙工三種方式。本設(shè)備中采用異步半雙工方式。

2 LabVIEW的串口通信

LabVIEW是一種基于圖形開發(fā)、調(diào)試和運(yùn)行程序的集成化環(huán)境。其開發(fā)環(huán)境包括前面板和流程圖兩部分。前面板主要用于數(shù)據(jù)的輸入設(shè)置和輸出觀察；而流程圖是圖形化的源代碼。與傳統(tǒng)編程語言最大的區(qū)別在于：傳統(tǒng)的編程語言使用純文本語言編程，而LabVIEW使用圖形語言編程，好理解，容易掌握，界面非常直觀形象，可以編寫出良好的人機(jī)界面。同時LabVIEW支持多種硬件接口，如GPIB、VXI、RS232和RS485等協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡。本文中采用串口RS232通信，即經(jīng)濟(jì)實惠又能達(dá)到預(yù)期目的。

LabVIEW中用于串行通信的節(jié)點實際上是VISA節(jié)點。分別實現(xiàn)配置串口，串口寫入，串口讀取，關(guān)閉串口等。串行通信節(jié)點的使用方法比較簡單，且易于理解，下面對各節(jié)點的參數(shù)定義、用法及功能進(jìn)行介紹。

2.1 VISA打開：VISA資源名稱所指定設(shè)備的會話句柄并返回會話句柄標(biāo)識符。（圖1）

2.2 VISA配置串口：初始化、配置串口。該節(jié)點可以設(shè)置串口的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗位、緩存大小等參數(shù)。

2.3 VISA設(shè)置I/O緩沖區(qū)的大?。喝缧柙O(shè)置串口緩沖區(qū)，須先運(yùn)行VISA配置串口VI。

2.4 VISA寫入：將寫入緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入VISA資源名稱指定的設(shè)備或接口。

2.5 VISA讀?。簭腣ISA資源名稱所指定的設(shè)備或接口中讀取指定數(shù)量的字節(jié)，并將數(shù)據(jù)反回至讀取緩沖區(qū)。

2.6 VISA關(guān)閉：關(guān)閉VISA資源名稱指定的設(shè)備會話句柄或事件對象。

本文中LabVIEW串口通信的流程圖如圖5所示。

3 單片機(jī)的串口通信

本文中串口通信的個參數(shù)設(shè)置為：波特率為9600，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。單片機(jī)晶振采用11.0592MHz。RS232轉(zhuǎn)換為TTL電平。

4 應(yīng)用

半導(dǎo)體模塊測試中需要測試的參數(shù)種類多，每只模塊封裝原件的數(shù)量各異，形式繁多。因此在測試中需要頻繁切換相應(yīng)的電路。這時應(yīng)用串口通信對各對應(yīng)的接口進(jìn)行切換控制，既方便快捷又簡單有效。

設(shè)備中使用的串口協(xié)議格式如圖6。

測試設(shè)備的主結(jié)構(gòu)如圖7。

測試過程為：首先在上位機(jī)的LabVIEW界面上設(shè)置模塊編號、電壓、電流、時間等各項參數(shù)；放置好被測模塊，開始測試。LabVIEW把設(shè)置的參數(shù)換算成符合串口協(xié)議的各條串口數(shù)據(jù)，傳送給單片機(jī)。單片機(jī)接收到串口命令后開始解析每位數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)值和預(yù)先編好的邏輯時序設(shè)置I/O控制信號，DA信號等完成測試設(shè)定值的設(shè)置；然后經(jīng)過采樣系統(tǒng)對所需的電壓電流信號進(jìn)行采樣換算，再把換算結(jié)果通過串口傳給上位機(jī)。上位機(jī)上的LabVIEW平臺再把接收到的串口數(shù)據(jù)分析運(yùn)算轉(zhuǎn)換成測試人員容易識別的數(shù)值和波形結(jié)果，最后存儲測試數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論

本文中所用的方法實現(xiàn)了半導(dǎo)體模塊參數(shù)的自動化測試。模塊單元自動切換，各項參數(shù)按設(shè)置順序測量，所得測試結(jié)果自動保存在上位機(jī)內(nèi)。此方法應(yīng)用于測試設(shè)備中，測試便捷、快速、準(zhǔn)確，大大提高了生產(chǎn)使用單位的測試效率。

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