【正文】 。 表單內(nèi)能夠包含input標(biāo)簽的內(nèi)容，input為表單換件元素，根據(jù)其type屬性的不同，可以是文本框、按鈕、復(fù)選框等。除input外，表單內(nèi)的元素還有下拉列表select、文本域textarea等。 掃描開(kāi)關(guān)模塊表單示例 圖41為本模塊所用的表單之一，其中使用了文本屬性，如掃描通道、掃描間隔等，掃描使能則為復(fù)選屬性，還使用了按鈕，如開(kāi)始掃描和停止掃描。 通過(guò)表單可以方面的將用戶設(shè)定的參數(shù)值傳遞到服務(wù)器，用戶只要單擊“開(kāi)始掃描”或者“停止掃描”按鈕提交表單，瀏覽器會(huì)自動(dòng)根據(jù)“method”的屬性值選擇傳遞方式將表單數(shù)據(jù)傳遞給服務(wù)器，服務(wù)器則會(huì)自動(dòng)根據(jù)“action”屬性指定的程序路徑調(diào)用相應(yīng)的程序進(jìn)行處理。 同時(shí)在網(wǎng)頁(yè)中還能夠?qū)崿F(xiàn)編寫(xiě)和調(diào)用函數(shù)的功能。針對(duì)該掃描開(kāi)關(guān)模塊，在HTML內(nèi)編寫(xiě)了負(fù)值檢測(cè)和范圍檢測(cè)的函數(shù)用以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入?yún)?shù)的限制，防止錯(cuò)誤的輸入?yún)?shù)導(dǎo)致系統(tǒng)的卡死或崩潰。 　CGI編程公共網(wǎng)關(guān)接口CGI（Common Gateway Interface）是一種服務(wù)器與瀏覽器信息交換的標(biāo)準(zhǔn)接口，在物理上，CGI是一段程序，它運(yùn)行在服務(wù)器上，提供給客戶端HTML的頁(yè)面接口，完成HTML無(wú)法做到的交互功能。CGI建立在客戶機(jī)/服務(wù)器機(jī)制上，為外部擴(kuò)展應(yīng)用程序與WEB服務(wù)器交互提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。按照CGI標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)的外部擴(kuò)展應(yīng)用程序可以處理客戶端輸入的工作數(shù)據(jù)，完成客戶端與服務(wù)器的交互操作。CGI程序能有由HTML頁(yè)面中的表單元素調(diào)用。Linux操作系統(tǒng)針對(duì)WEB服務(wù)器編寫(xiě)了基本的系統(tǒng)函數(shù)：包括檢測(cè)按鍵、提取字符型或者整型參數(shù)等。由圖41示例可以看出，該LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊需要實(shí)現(xiàn)對(duì)掃描起止節(jié)點(diǎn)、掃描間隔、掃描參數(shù)的提取，同時(shí)要檢測(cè)“開(kāi)始掃描”按鍵打開(kāi)掃描使能。圖42 CGI程序流程圖LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊要求具有十種掃描方式，針對(duì)十種掃描模式設(shè)計(jì)了十個(gè)HTML中的表單，每一個(gè)表單都會(huì)調(diào)用自己相對(duì)應(yīng)的CGI程序。盡管10種掃描方式對(duì)繼電器的分組情況不同，但每種掃描方式所需配置的參數(shù)屬性都是一樣的，只是不同掃描方式需要配置的寄存器個(gè)數(shù)不一樣。因此每一種掃描方式的CGI程序流程都是一樣的。如圖42所示，每一個(gè)CGI程序都會(huì)在主程序中檢測(cè)HTML網(wǎng)頁(yè)表單中的按鍵，當(dāng)檢測(cè)到“開(kāi)始掃描”的時(shí)候，程序會(huì)先打開(kāi)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)。其中GPIO驅(qū)動(dòng)是控制ARM外部通用并行IO的驅(qū)動(dòng)，16245驅(qū)動(dòng)是一塊緩沖器芯片的驅(qū)動(dòng)，當(dāng)這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)打開(kāi)后，ARM才能夠通過(guò)EBI總線將數(shù)據(jù)傳送給FPGA。接下來(lái)ARM通過(guò)EBI總線向FPGA的寄存器中配置相應(yīng)的參數(shù)，最后發(fā)送掃描使能，開(kāi)始掃描。當(dāng)檢測(cè)到“停止掃描”的按鍵時(shí)，則會(huì)發(fā)送停止掃描信號(hào)。 　基于IVICOM驅(qū)動(dòng)程序的控制方式儀器設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序是測(cè)試系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，用來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器硬件的通信和控制功能，它介于計(jì)算機(jī)和儀器硬件之間的中間層，是連接計(jì)算機(jī)和儀器的橋梁和紐帶。 　IVICOM驅(qū)動(dòng)IVI規(guī)范對(duì)IVI驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)、功能和每個(gè)方法、屬性所完成的功能進(jìn)行了詳盡的規(guī)定。IVI規(guī)范中對(duì)IVI程序的定義是：IVI驅(qū)動(dòng)程序是能夠?qū)崿F(xiàn)“：固有功能規(guī)范”中所列的固有功能的儀器驅(qū)動(dòng)程序。IVI驅(qū)動(dòng)程序可以不符合任一類規(guī)范。圖43 IVI驅(qū)動(dòng)程序類別如圖43描述了各種IVI驅(qū)動(dòng)程序類別之間的關(guān)系，其中IVI特定驅(qū)動(dòng)程序是含有能控制某一具體儀器或一系列儀器的信息且能同儀器硬件直接通訊的IVI驅(qū)動(dòng)程序。IVI類符合特定驅(qū)動(dòng)程序是符合某個(gè)已定義的IVI類規(guī)范的特定驅(qū)動(dòng)程序。IVI定制特定驅(qū)動(dòng)程序是一個(gè)不符合任何已定義的IVI類規(guī)范的特定驅(qū)動(dòng)程序，IVI定制特定驅(qū)動(dòng)程序不能用于硬件互換中，因?yàn)樗麄兲峁┑氖嵌ㄖ频腁PI。IVI定制特定驅(qū)動(dòng)程序通常是為使用特殊儀器而創(chuàng)建的。IVI類驅(qū)動(dòng)程序是允許用戶在使用IVI類符合特定驅(qū)動(dòng)程序時(shí)互換儀器的IVI驅(qū)動(dòng)程序，IVI類驅(qū)動(dòng)程序提供一個(gè)符合某個(gè)已定義的IVI類規(guī)范的API，IVI類驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)一個(gè)IVI類符合特定驅(qū)動(dòng)程序與儀器通訊。IVI驅(qū)動(dòng)程序功能包括可選功能、必選功能、固有功能和儀器類功能。其中儀器類功能為類符合IVI儀器驅(qū)動(dòng)程序必須具有的功能。目前IVI規(guī)范為八類儀器制定了規(guī)范，分別為示波器類、數(shù)字多用表類、函數(shù)發(fā)生器/任意波形發(fā)生器類、直流電源類、開(kāi)關(guān)類、功率計(jì)類、頻譜分析儀類、射頻信號(hào)發(fā)生器類。其中掃描開(kāi)關(guān)模塊符合開(kāi)關(guān)類的儀器驅(qū)動(dòng)。各類儀器的類符合接口均分為兩大類：基本功能組和擴(kuò)展功能組，基本功能組接口必須實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)展功能組接口可根據(jù)需要選擇實(shí)現(xiàn)。 　命令解析與執(zhí)行服務(wù)程序在LXI儀器中，上位機(jī)中運(yùn)行IVICOM驅(qū)動(dòng)以及操作面板，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)LXI儀器，LXI儀器中運(yùn)行著用以解析命令和執(zhí)行命令的程序。上位機(jī)的控制指令都是由IVICOM驅(qū)動(dòng)以SCPI的命令格式通過(guò)LAN發(fā)送下來(lái)的，運(yùn)行于微處理器ARM中的Linux操作系統(tǒng)平臺(tái)下的命令解析與執(zhí)行服務(wù)程序則實(shí)現(xiàn)對(duì)SCPI命令的解析，并根據(jù)解析的命令執(zhí)行相應(yīng)的操作。圖44 命令解析與執(zhí)行程序簡(jiǎn)單流程圖如圖44所示，命令解析與執(zhí)行程序總體上由父進(jìn)程、子進(jìn)程組成，父進(jìn)程主要是實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)連接，創(chuàng)建信號(hào)量，子進(jìn)程主要實(shí)現(xiàn)讀取命令、解析命令、執(zhí)行命令。父進(jìn)程中首先打開(kāi)儀器所需的相關(guān)驅(qū)動(dòng)，主要為EBI總線驅(qū)動(dòng)和245芯片驅(qū)動(dòng)，用以實(shí)現(xiàn)ARM與FPGA之間的通信。創(chuàng)建信號(hào)量的作用是在信號(hào)量所調(diào)用的函數(shù)被關(guān)閉后釋放使用過(guò)的內(nèi)存資源。創(chuàng)建套接字后，將其綁定到數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩丝冢蟾高M(jìn)程調(diào)用Listen函數(shù)監(jiān)測(cè)上位機(jī)的連接請(qǐng)求，當(dāng)有連接請(qǐng)求到來(lái)時(shí)，創(chuàng)建子進(jìn)程進(jìn)行下一步操作。子進(jìn)程先調(diào)用read函數(shù)從緩沖區(qū)中讀取接收到的字符串，設(shè)置信號(hào)屏蔽掩碼是為了防止子進(jìn)程在進(jìn)行中被別的進(jìn)程打斷了，以保證子進(jìn)程能夠完整的執(zhí)行完畢。收到字符串之后，程序通過(guò)比對(duì)字符串對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)命令的解析，記下來(lái)根據(jù)不同的命令進(jìn)行相應(yīng)的操作。 本章小結(jié)本章介紹了實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)LXI設(shè)備控制的兩種方式：基于WEB網(wǎng)頁(yè)的控制方式和基于IVICOM驅(qū)動(dòng)的控制方式。詳細(xì)介紹網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面和CGI程序的設(shè)計(jì)方法和程序流程，對(duì)IVICOM驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹并闡述了ARM中命令解析與執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。第5章 LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊測(cè)試本章將對(duì)整個(gè)LXI掃描開(kāi)關(guān)功能實(shí)現(xiàn)的一步步測(cè)試過(guò)程進(jìn)行較為詳細(xì)的闡述。 測(cè)試平臺(tái)的搭建首先連接好硬件設(shè)備，LXI核心板與上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)線相連，LXI核心板也與LXI功能板通過(guò)接口相接。在上位機(jī)中，使用虛擬機(jī)軟件并安裝Linux操作系統(tǒng)。對(duì)于同樣的C代碼，只因?yàn)榻?jīng)過(guò)不同的編譯器使得他們能生成在不同環(huán)境下運(yùn)行的可執(zhí)行程序。ARM微處理器中運(yùn)行的是Linux操作系統(tǒng)，因此需要使用Linux操作系統(tǒng)下的編譯環(huán)境對(duì)源代碼進(jìn)行編譯。通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)ARM微處理器內(nèi)的Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行操作。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）能夠使得處理器中操作系統(tǒng)下的文件夾直接掛載到虛擬機(jī)中的文件夾，而不需要頻繁的下載以實(shí)現(xiàn)測(cè)試。使用QUARTUS軟件自帶的SingleTap工具，用以監(jiān)測(cè)FPGA中相關(guān)寄存器的值的變化。 功能測(cè)試首先測(cè)試了整個(gè)電路的電壓是否正常工作。使用萬(wàn)用表分別對(duì)電路板的5V、結(jié)果都在正常狀態(tài)下工作。自行編寫(xiě)了測(cè)試小程序下載至Linux操作系統(tǒng)中，對(duì)FPGA內(nèi)部邏輯進(jìn)行前兩個(gè)步驟的測(cè)試。第一步：測(cè)試發(fā)送的地址信號(hào)能否被FPGA檢測(cè)到并識(shí)別。圖51 寫(xiě)地址功能測(cè)試圖測(cè)試程序能夠打開(kāi)第一種掃描方式的功能。如圖51所示，當(dāng)FPGA檢測(cè)到寫(xiě)信號(hào)時(shí)，MODE寄存器的高三位由低電平變?yōu)楦唠娖?，而掃描方式一?duì)應(yīng)的MODE寄存器的值與之相符，說(shuō)明能夠檢測(cè)到地址信號(hào)并識(shí)別。 第二步：測(cè)試數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)能夠?qū)懭隖PGA的寄存器中，并測(cè)試該數(shù)據(jù)是否被正確使用。圖52 數(shù)據(jù)寫(xiě)入寄存器功能測(cè)試圖測(cè)試程序能夠?qū)崿F(xiàn)將FPGA的源時(shí)鐘3分頻的功能。由圖52所示，當(dāng)寫(xiě)信號(hào)到來(lái)時(shí)，TIME_COUNT寄存器的低2位由低電平變?yōu)榱烁唠娖剑瑢?duì)于10進(jìn)制而言，則表示TIME_COUNT寄存器的值由0變?yōu)榱?。由時(shí)鐘信號(hào)的波形圖我們也能夠容易地看出，在數(shù)據(jù)被寫(xiě)入的前后時(shí)鐘的周期發(fā)生了變化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原來(lái)時(shí)鐘的3分頻的功能。最后使用上位機(jī)網(wǎng)頁(yè)界面控制，對(duì)功能進(jìn)行測(cè)試。圖53 LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊網(wǎng)頁(yè)控制歡迎首頁(yè)圖54 LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊儀器控制網(wǎng)頁(yè)如圖53所示為歡迎首頁(yè)，當(dāng)上位機(jī)通過(guò)瀏覽器登錄設(shè)備的IP地址時(shí)將自動(dòng)顯示該頁(yè)面。圖54為儀器的控制頁(yè)面，通過(guò)該頁(yè)面向設(shè)備發(fā)送控制指令。模塊使用功能測(cè)試電路板進(jìn)行最終的功能測(cè)試，功能測(cè)試電路板與LXI功能電路外部接口相接，以128個(gè)LED燈指示每一路的繼電器的開(kāi)合狀態(tài)。經(jīng)過(guò)測(cè)試，繼電器能夠按照給定的掃描方式實(shí)現(xiàn)掃描。 本章小結(jié)本章具體闡述LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊的測(cè)試過(guò)程、測(cè)試方法、測(cè)試結(jié)果。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該掃描開(kāi)關(guān)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)多路信號(hào)轉(zhuǎn)換，滿足了設(shè)計(jì)方案中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。結(jié)　　論本文詳細(xì)闡述了LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程、軟件設(shè)計(jì)過(guò)程、各個(gè)部分的關(guān)鍵技術(shù)以及最終的調(diào)試過(guò)程。LXI掃描開(kāi)關(guān)是實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵模塊，結(jié)合著LXI儀器設(shè)備體積小、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，該模塊能夠在實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)測(cè)量的環(huán)境下發(fā)揮出重大的作用。在LXI掃描開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)任意改變掃描間隔、掃描次數(shù)的功能前提下，結(jié)合上為模塊設(shè)置的十種掃描模式，能夠很大程度上滿足對(duì)多路信號(hào)測(cè)量的各種需求，為各種測(cè)量過(guò)程提供了方法。模塊采用64個(gè)繼電器作為開(kāi)關(guān)，由于繼電器都為雙刀雙擲的開(kāi)關(guān)，則實(shí)際上最多可接入128個(gè)外部節(jié)點(diǎn)，為大量的節(jié)點(diǎn)分布環(huán)境提供了測(cè)量保障。模塊采用FPGA內(nèi)的邏輯實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器掃描過(guò)程的具體控制。與以往的采用ARM中操作系統(tǒng)下的軟件控制相比，具有了很大優(yōu)勢(shì)。由于軟件上整個(gè)程序必須按順序執(zhí)行，因?yàn)闊o(wú)法實(shí)現(xiàn)多組繼電器的同時(shí)掃描，相當(dāng)于只能同一個(gè)外部數(shù)據(jù)采集接口相接。而采用邏輯控制，能夠通過(guò)多個(gè)時(shí)序模塊的共同運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)多組繼電器的同時(shí)掃描，提高了掃描效率。WEB網(wǎng)頁(yè)作為控制方式之一，使得控制界面更加人性化，同時(shí)大幅度的降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。整個(gè)LXI掃描開(kāi)關(guān)模塊已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢，經(jīng)過(guò)初步的測(cè)試，已經(jīng)符合了主要技術(shù)指標(biāo)的要求。在此之后希望能將功能繼續(xù)完善，例如實(shí)現(xiàn)對(duì)任意指定繼電器的掃描功能。致謝本論文的工作是在我的導(dǎo)師孟升衛(wèi)教授的悉心指導(dǎo)下完成的，孟老師在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間認(rèn)真負(fù)責(zé)，對(duì)我的學(xué)習(xí)和工作給予了很大的幫助。孟老師的治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、有著孜孜不倦的鉆研精神和淵博的知識(shí)積累，是我終身學(xué)習(xí)的楷模。從論文的立題到撰寫(xiě)，孟老師在很多具體的問(wèn)題上給予了我正確的指導(dǎo)。特別感謝我的指導(dǎo)老師尹洪濤老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間里他無(wú)時(shí)無(wú)刻不在關(guān)心著我，在我遇到困難時(shí)鼓勵(lì)和指導(dǎo)著我。尹老師的親力親為、認(rèn)真負(fù)責(zé)和精益求精的工作作風(fēng)令我銘刻于心，在此表示由衷的感謝。感謝付平教授、喬家慶老師和鳳雷老師對(duì)我的課題工作至始至終的關(guān)心和指導(dǎo)。他們豐富的知識(shí)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度、務(wù)實(shí)的作風(fēng)、孜孜不倦的精神令我銘刻肺腑，在此表示深深的謝意。特別感謝研究所的甘恒通、郭論平、王海威、譚灰慶等師兄，在我的課題研究期間給予了我很大的幫助，幫我克服了一個(gè)又一個(gè)課題研究中遇到的難題。感謝我的父母，我所取得的每一步成長(zhǎng)背后都有他們辛勤的付出，這一刻，我將最崇高的敬意獻(xiàn)給他們。參考文獻(xiàn)37