基于ⅤⅪ总线的数字多用表模块设计
传感器与仪器仪表文章编号：１００８—０５７０（２００７）０６…１０１３５０３
基于ＶＸＩ总线的数字多用表模块设计
ＴｈｅＤｅｓｉｇｎＯｆＤｉｇｉｔａｌＭｕｌｔｉｍｅｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＶＩＸＢｕｓ
（１电子对抗国防科技重点实验室；２中国地质大学（武汉）；３中国电子科技集团第２９研究所）邢瑞１王典洪２唐华３
ＸｌＮＧＲＲＩＷＡＮＧＤＩＡＮＨＯＮＧＴＡＮＧＨＵＡ摘要：本文介绍了一种基于ＦＰＧＡ技术并参照ＶＸＩ总线规范．自行设计ＶＸＩ接口电路的六位半位数字多用表模块的设计原理。文中就如何提高数字多用表模块的测试速度及准确度等问题进行了深入探讨，并就这些问题给出了具体的解决方法。关键词：六位半数字多用表模块；量程选择；通道
中图分类号：ＴＰ２１６文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａ６．１１２一ＤｉｇｉｔｄｉｇｉｔａｌｍｕｈｉｍｅｔｅｒｗｈｉｃｈｏｗｎｓＶＸＩｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏＦＰＧＡｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＶＩＸｂｕｓｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ａｓｗｅｌｌａｓｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｈｏｗｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｅｓｔｓｐｅｅｄａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｍｕｌ—ｔｉｍｅｔｅｒａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｄｅｅｐｌｙａｎｄｓｏｌｖｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：６＿ｌ／２－Ｄｉｇｉｔａｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｍｅｔｅｒ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ－ｒａｎｇｅｃｈｏｉｃｅ，ｃｈａｎｎｅｌ
刖罱
基本电学量如：电压、电流和电阻的测量，始终在各类测试技术中占据着重要的地位。目前电压、电流和电阻的测量已广泛采用了数字技术，各种类型的数字多用表主导着生产和科研过程的各类基本电学量的测量。数字多用表从结构和接口形式上分，主要包括手持式、台式和模块化等几种类型。其中，模块化的数字多用表，以下简称：数字多用表模块。以其体积小、重量轻、接口标准等特点被广泛运用到各类自动测试系统中，是各类自动测试系统集成必不可少的资源。目前，以ＶＸＩ、ＰＸＩ等标准仪器总线为接口的高精度数字多用表模块设计技术．主要还是掌握在国外几家大的仪器公司手中，为了在该项技术上进行一些有益的探索，本文就基于ＶＸＩ接口的６—１／２位数字多用表模块的设计原理，以及如何提高模块测试精度和速度等方面进行了深入探讨．并给出了工程实现的实例。
１数字多用表模块的设计思路拟设计的六位半数字多用表模块可以对直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、以及电阻等进行精确测量。下面就其中的一些关键技术的设计思路分别加以说明。
１．１ＶＸＩ接口电路设计
ＶＸＩ（ＶＭＥｂｕｓＥｘｔｅｎｓｉｏｎｓｆｏｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ）是一种用于模块化仪器的总线系统。基于ＶＸＩ总线开发的模块具有体积小、速度快、标准化程度高及开放式模块化结构等特点，能够很好的满足数字多用表模块在系统集成中的通用性、准确性及快速测量并存储测试数据的要求。为此在模块设计中按照ＶＸＩ总线规范自行为模块设计了ＶＸＩ总线接口。
通常在设计ＶＸＩ总线接口时．主要采用以下两种方案：１）使用专用接口芯片。如ＩｎｔｅｒｆａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司研制的ＩＴ９０１０寄存器基、消息基ＶＸＩ接口芯片。这种方法的优点是接口芯片功能强大。电路实现简单。缺点是芯片价格较高，其内部资源又
邢瑞：硕士不能被充分利用，而且调试复杂。２）采用分立元件配合ＧＡＬ等校规模器件实现。这种方法的优点是接口部分可以和功能部分紧密配合，但集成度低、规模小、可靠性差。
如何才能扬长避短呢？采用ＦＰＧＡ技术设计ＶＸＩ接口电路就可以很好的解决这些问题。运用ＦＰＧＡ技术使得ＶＸＩ接口电路设计大为简化。寻址和译码电路、数据传输应答状态机、配置及操作寄存器组功能都可由ＦＰＧＡ实现。大大缩短电路开发周期。这种方法综合了上述两种方案的优点：集成度高、可靠性好、价格低以及设计灵活等。使得模块设计人员在设计过程中，能将主要精力集中于数字多用表测试功能的具体实现上。
１．２选取Ａ巾转换器
图１总未校准误差随温度变化的曲线
由于数字万用表要完成参数测试．必须先通过模数转换电路把所有参数测量数字化．因此模数转换电路的技术指标直接影响着所有参数的测量准确度。选择先进快速的模数转换电路是提高测量准确度和分辨率的关键技术。低档数字多用表采用单片ＡＤＣ即可实现模数转换，比如：Ｉｎｔｅｒｓｉｌ公司研制的Ｉ．ＣＬ７１０６、ＩＣＬ７１２９就分别适用于制作准确度为３—１／２位及４－１，２位的数字多用表。至于高档数字多用表一般都运用多积分式
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万方数据
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基于ⅤⅪ总线的数字多用表模块设计
作者：邢瑞， 王典洪， 唐华， XING RRI， WANG DIANHONG， TANG HUA
作者单位：邢瑞,XING RRI(610036,电子对抗国防科技重点实验室)， 王典洪,WANG
DIANHONG(430074,武汉,中国地质大学机电学院)， 唐华,TANG HUA(610036,中国电子科技集
团第29研究所)
刊名：
微计算机信息
英文刊名：CONTROL & AUTOMATION
年，卷(期)：2007，23(16)
被引用次数：0次
参考文献(2条)
1.沙占友虚拟数字多用表电路图集 1996
2.刘才斌基于FPGA的VXI总线接口电路设计[期刊论文]-微计算机信息 2004(12)
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