一、概述
本文描述采用C#语言访问控制Tektronix TBS 2000B 系列示波器。接口协议采用NI-VISA。
最近一个项目需要和一款示波器进行通信，需要对示波器进行一些简单控制并获取到波形数据。经过一段时间研究，大致了解了相关操作，因为发现相关资料不是很多，所以把我了解的相关知识和大家分享一下。文末将提供本文涉及的相关文档、代码、安装程序的下载地址。
正常情况下，我们如果需要和一个设备进行通信，首先需要知道PC通过什么方式和设备进行连接，通信协议是什么。由于工作需要和很多设备进行过连接，常用的连接方式主要有：网络连接、串口连接、USB接口连接等；通信协议都是自定义的协议文本。 本来以为这个项目首先得需要搞清楚示波器的通信协议，然后才能进行下一步开发，在官方网站下载了一些编程资料，发现该设备是可以通过VISA进行连接的，那什么是VISA呢？VISA是由National Instruments公司牵头，联合一些设备制造厂商共同指定的一个通用设备连接标准，不管设备通过何种方式进行连接，只要符合VISA规范就可以通过该标准协议进行连接，而NI-VISA就是NI公司实现的一个协议，通过这个协议接口，我们不用直接和设备进行通信，只需要通过NI-VISA提供的接口就可以访问设备，而常用的接口非常简单，主要就是OPEN、WRITE、READ等几个命令。符合规范的设备都会公开一份SCPI指令集的文档，只要仔细阅读该文档就可以实现设备的控制。在整个项目过程中，我仅仅通过几个官方网站下载的文档就完成项目开发，几乎没有什么障碍，在此不得不感慨我们的制造业和发达国家相比确实有很大差距，我们就缺少这样标准性的东西，什么事情都得从底层做起，很不科学。要是那些巨头们肯做一些这方面的工作就太好了，比做什么买菜、卖鱼的APP有意义得多了。
二、连接
示波器通过网络接口和PC进行连接
配置示波器IP和PC在同一个网段，例如：192.168.11.11，在设置时注意IP内不要有0，然后在PC上先ping一下，看能否ping通。
如果能ping通就在浏览器输入http://192.168.11.11看能否打开示波器主页，确认SCPI指令可以运行。
三、安装驱动
运行NI-VISA Runtime安装程序，选中运行时基础包和.NET支持包。
.NET支持包选.NET 4.0-4.5.1 Runtime Support(IVI)，不选.NET XX Runtime Support(NS)，NS的包是老版本。
安装完成后形成两个包：Ivi.Visa和NationalInstruments.Visa
其中Ivi.Visa有两个版本：
32位位置：C:\Program Files (x86)\IVI Foundation\VISA\Microsoft.NET\Framework32\v2.0.50727\VISA.NET Shared Components 5.8.0
64位位置：C:\Program Files\IVI Foundation\VISA\Microsoft.NET\Framework64\v2.0.50727\VISA.NET Shared Components 5.8.0
NationalInstruments.Visa位置：C:\Windows\Microsoft.NET\assembly\GAC_MSIL\NationalInstruments.Visa\v4.0_17.0.0.0__2eaa5af0834e221d
四、引用
新建VS工程，按上述地址添加Ivi.Visa和NationalInstruments.Visa两个引用。Ivi.Visa的库根据需要可以选32位或64位。
程序运行需要在目标机器安装运行时，所以引用的库不需要复制到项目文件夹。
五、代码
https://github.com/cnxy/VISAInstrument
连接代码：
string IP = this.txtIP.Text.Trim();
string IpRegex = @"^((25[0-5]|2[0-4]\d|[01]?\d\d?)\.){3}(25[0-5]|2[0-4]\d|[01]?\d\d?)$";
if (!Regex.IsMatch(IP, IpRegex))
{
MessageBox.Show("IP地址不正确！");
return;
}
if (!PortUltility.OpenIPAddress(IP, out string fullAddress))
{
MessageBox.Show("未找到设备!");
return;
}
try
{
_portOperatorBase = new LANPortOperator(fullAddress);
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show($"初始化设备失败:{ex.Message}");
return;
}
try
{
_portOperatorBase.Timeout = 2000;
_portOperatorBase.Open();
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show($"连接设备失败:{ex.Message}");
return;
}
EnabledControls(true);
MessageBox.Show("连接成功！");
写指令一共有两种，一种不需要返回数据、一种需要返回数据，下发了需要返回数据的指令后才能进行读取指令，否则就会读取失败。
读写指令如下：
private void btnWrite_Click(object sender, EventArgs e)
{
string CmdStr = this.txtCommand.Text.Trim();
try
{
_portOperatorBase.WriteLine(CmdStr);
ShowLog($"[Write][{CmdStr}][Success]");
}
catch
{
ShowLog($"[Write][{CmdStr}][ERROR]");
}
}
private void btnReadString_Click(object sender, EventArgs e)
{
try
{
var result = _portOperatorBase.Read();
ShowLog($"[Read][{result}][{result.Length}]");
}
catch (IOTimeoutException)
{
ShowLog($"[Read][ERROR:Timeout]");
}
catch (Exception ex)
{
ShowLog($"[Read][Exception:{ex.Message}]");
}
}
核心代码就这么多，剩下的就根据需要查询SCPI指令表就可以了。
附录、相关SCPI指令
以下指令仅适用于Tektronix TBS 2000B系列示波器。
(一) 基本指令 1. 身份 WRITE：*IDN? READ： (二) 设置 1. 默认设置 RECAll:SETUp FACtory 2. 通道控制 Select:CHON/OFF 3. 水平位置与比例 HORizontal:POSition? HORizontal:POSition 10 HORizontal:SCAle? 400 单位是秒 HORizontal:SCAle 0.2 4. 垂直位置与比例 CH1:POSition？ CH1:POSition 1 CH1:SCAle? CH1:SCAle 2.5 5. 触发 模式 TRIGger:A:MODe? NORMAL 触发类型 TRIGger:A:TYPe? EDGE 触发源 TRIGger:A:EDGE:SOUrce CH1 耦合： TRIGger:A:EDGE:COUPling g {DC|HFRej|LFRej|NOISErej} 斜率 TRIGger:A:EDGE:SLOpe {RISe|FALL} 触发电平（当前） TRIGger:A:LEVel? 2.0800 TRIGger:A:LEVel 3.5 触发电平（指定通道） TRIGger:A:LEVel:CH1? 2.0800 TRIGger:A:LEVel :CH1 3.5 (三) 控制 1. 设置/查询工作类型 ACQuire:STOPAfter SEQuence ACQuire:STOPAfter RUNSTOP 查询：ACQuire:STOPAfter? 返回最后一次设置的工作类型 2. 设置/查询运行状态 ACQuire:STATE？ 0：Run或Single 1：Stop 设置：ACQuire:STATE ON/OFF 3. 查询触发状态 TRIGger:STATE? READY：等待触发 SAVE：已经触发 (四) 读取数据 1. 设置数据来源（通道） DATA:SOURCE CH1 2. 设置/读取记录宽度 HORizontal:RECOrdlength? 2000 3. 读取波形数据宽度（仅读取，触发完成后有效） WFMOutpre:RECOrdlength? 2000 4. 设置传输数据窗口 DATa:STARt 1 最小为1 DATa:STOP 2000 DATa:WIDth? 单个数据宽度（字节数）默认为1，可以修改为2字节，但高位始终为0 5. 数据读取 CURVe? Read（Bytes）：返回指定长度的字节数据【LENGTH= N+(STOP-STARt+1)+1】 数据为：帧头（N字节）+数据（STOP-STARt+1字节）+帧尾（1字节）。 帧头为:#（1字节）+数据长度的长度（1字节）+数据长度（1~9字节） 帧尾为：\n 数据每个字节表示一个波形高度值，采用补码方式，即第一个位表示符号，范围从-128~127
相关文档、代码下载：https://gitee.com/seabluescn/tksamples.git
以上就是C# 通过NI-VISA操作Tektronix TBS 2000B系列示波器的实现步骤的详细内容，更多关于c# 操作Tektronix TBS 2000B系列示波器的资料请关注脚本之家其它相关文章！