使用python控制仪器【控制苏州联讯源表SMU】

使用python控制仪器【控制苏州联讯源表SMU】

搭建环境

1、安装python

1. 下载python
   链接: https://www.python.org/downloads/windows/
   
2. 安装python
   选中自定义安装，勾选中“Add python3.7 to path”,可自动增加环境变量，不需要手动添加
   
   之后一直点下一步就可以了。
3. 查看python是否安装成功
   win+R 运行cmd,输入“python”
   
   安装成功后可输入“print”测试，如果打印成功，代表安装成功了

2、安装PyCharm

1. 下载PyCharm
   网址：
   打开网址，如图操作，点击Community即可自动下载：
   https://www.jetbrains.com/zh-cn/pycharm/download/#section=windows
   
2. 安装pycharm
   双击安装文件
   
   可选择自定义路径安装
   
   全勾上
   
   一直点击下一步，安装成功。

3、使用PyCharm创建项目

新建项目


创建成功，右键单击点击项目，可选择创建你的第一个py文件，如图：

填写模块名称：

鼠标右键空白处，选择run，可调试运行文件：

运行成功、失败，下方可查看运行日志，如图：

4、添加VISA资源

• 打开NI MAX，添加设备资源
  
  添加一个网口设备

填入设备的ip地址
ip address：192.168.170.8
port：8807

添加成功

5、安装PyVisa

PyVisa是用来控制各种各样的测量仪器的Python包，适用诸如GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口。
安装包有两种方法

• 方法1
  打开终端，输入安装pyvisa库的指令,安装成功后，会有安装成功的提示。

$ pip install -U pyvisa

• 方法2
  打开python packages选项，搜索pyvisa，点击安装
  

连接设备

6、连接设备

输入下面的代码

# 导入库
import pyvisa
# 创建 VISA资源管理器的对象。
rm = pyvisa.ResourceManager()
# 打开指定资源名称的设备。一旦设备被打开，您就可以使用返回的设备对象进行与设备的通信和控制。
my_Instrument = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.170.8::8807::SOCKET')
# 配置通讯超时时间
my_Instrument.timeout = 5000
# 配置截止符
my_Instrument.read_termination = '\n'
# 查询设备信息
instrumentMessage=my_Instrument.query('*IDN?')
# 打印设备信息
print(instrumentMessage)

运行代码
按 Shift+F10 执行或者点击绿色的运行按钮

运行结果，返回设备的基本信息

控制设备

7、一个更复杂的例程

下面的例程展示，如何用SCPI命令控制S3022F完成一个电压扫描，start为1V，stop为5V，扫描10个点，线性扫描，将测量电压数据打印出来。

import pyvisa
import time
rm = pyvisa.ResourceManager()
my_Instrument = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.170.8::8807::SOCKET')
my_Instrument.timeout = 5000
my_Instrument.read_termination = '\n'
instrumentMessage=my_Instrument.query('*IDN?')
print(instrumentMessage)

#发送SCPI指令
my_Instrument.write(':SOUR:FUNC:MODE VOLT,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:MODE SWE,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:FUNC:SHAP DC,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:SWE:SPAC LIN,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:RANG 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:CURR:RANG 0.01,(@101)')
my_Instrument.write(':SENS:CURR:PROT 0.01,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:STAR 1,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:STOP 5,(@101)')
my_Instrument.write(':TRIG:COUN 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:SWE:POIN 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SENS:VOLT:NPLC 1,(@101)')
my_Instrument.write(':OUTP 1,(@101)')
my_Instrument.write(':INIT (@101)')

#循环读取状态寄存器，读取到1024，扫描完成，跳出循环，读取电压值
while (1):
    time.sleep(1)
    end = my_Instrument.query(':STAT:OPER:COND? (@101)')
    print(end)
    if (end == '1024'):
        break
# 获取扫描电压值
voltageList = my_Instrument.query_ascii_values(":FETC:VOLT?")
print(voltageList)

运行结果如下，运行成功后，可以打印出扫描测量出的电压值。

读写数据

8、将数据写入excel

测量的数据一般会通过文件保存，这里采用excel进行保存，使用最常用的读写excel的python库。
安装所需要的软件包xlwings，通道python packages安装或者通过指令安装

pip install xlwings

输入如下指令

import pyvisa
import time
import xlwings as xw
rm = pyvisa.ResourceManager()
my_Instrument = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.170.8::8807::SOCKET')
my_Instrument.timeout = 5000
my_Instrument.read_termination = '\n'
instrumentMessage=my_Instrument.query('*IDN?')
print(instrumentMessage)

#发送SCPI指令
my_Instrument.write(':SOUR:FUNC:MODE VOLT,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:MODE SWE,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:FUNC:SHAP DC,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:SWE:SPAC LIN,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:RANG 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:CURR:RANG 0.01,(@101)')
my_Instrument.write(':SENS:CURR:PROT 0.01,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:STAR 1,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:STOP 5,(@101)')
my_Instrument.write(':TRIG:COUN 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:SWE:POIN 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SENS:VOLT:NPLC 1,(@101)')
my_Instrument.write(':OUTP 1,(@101)')
my_Instrument.write(':INIT (@101)')

#循环读取状态寄存器，读取到1024，扫描完成，跳出循环，读取电压值
while (1):
    time.sleep(1)
    end = my_Instrument.query(':STAT:OPER:COND? (@101)')
    print(end)
    if (end == '1024'):
        break
# 创建新文件
wb = xw.Book()
# 添加名为"voltage"的工作表
wb.sheets.add('voltage')
# 取消活动工作表选择
wb.sheets[0].select()
# 获取要写入的数据
voltageList = my_Instrument.query_ascii_values(":FETC:VOLT?")
# 将数据写入Excel文件
sheet = wb.sheets['voltage']
sheet.range('A1').value = '电压(V)'
for i in range(len(voltageList)):
    sheet.range((i+2, 1)).value = voltageList[i]
# 修改保存路径和文件名
save_path = 'D:/test.xlsx'
# 保存并关闭文件
wb.save(save_path)
wb.close()
print(f"已成功创建名为 '{save_path}' 的Excel文件，并在其中添加了名为 'voltage' 的工作表，并将数据写入该工作表。")

运行成功后显示如下信息，也可以打开excel查看数据

9、显示扫描波形

通过将数据通过图形的方式显示出来可以更加直观。
需要安装Matplotlib库
Matplotlib是一个用于创建高质量图形的Python库。它提供了广泛的数据可视化功能，使用户能够以各种方式呈现数据。

pip install matplotlib

执行代码

import pyvisa
import time
import xlwings as xw
import matplotlib.pyplot as plt

rm = pyvisa.ResourceManager()
my_Instrument = rm.open_resource('TCPIP0::192.168.170.8::8807::SOCKET')
my_Instrument.timeout = 5000
my_Instrument.read_termination = '\n'
instrumentMessage=my_Instrument.query('*IDN?')
print(instrumentMessage)

#发送SCPI指令
my_Instrument.write(':SOUR:FUNC:MODE VOLT,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:MODE SWE,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:FUNC:SHAP DC,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:SWE:SPAC LIN,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:RANG 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:CURR:RANG 0.01,(@101)')
my_Instrument.write(':SENS:CURR:PROT 0.01,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:STAR 1,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:VOLT:STOP 5,(@101)')
my_Instrument.write(':TRIG:COUN 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SOUR:SWE:POIN 10,(@101)')
my_Instrument.write(':SENS:VOLT:NPLC 1,(@101)')
my_Instrument.write(':OUTP 1,(@101)')
my_Instrument.write(':INIT (@101)')

#循环读取状态寄存器，读取到1024，扫描完成，跳出循环，读取电压值
while (1):
    time.sleep(1)
    end = my_Instrument.query(':STAT:OPER:COND? (@101)')
    print(end)
    if (end == '1024'):
        break
# 创建新文件
wb = xw.Book()
# 添加名为"voltage"的工作表
wb.sheets.add('voltage')
# 取消活动工作表选择
wb.sheets[0].select()
# 获取要写入的数据
voltageList = my_Instrument.query_ascii_values(":FETC:VOLT?")
currentList = my_Instrument.query_ascii_values(":FETC:CURR?")
# 将数据写入Excel文件
sheet = wb.sheets['voltage']
sheet.range('A1').value = '电压(V)'
for i in range(len(voltageList)):
    sheet.range((i+2, 1)).value = voltageList[i]
# 修改保存路径和文件名
save_path = 'D:/test.xlsx'
# 保存并关闭文件
wb.save(save_path)
wb.close()
print(f"已成功创建名为 '{save_path}' 的Excel文件，并在其中添加了名为 'voltage' 的工作表，并将数据写入该工作表。")
#*************************显示扫描波形***************************************************#
x = voltageList
y = currentList
# 创建图形并绘制数据,数据源是电压，纵坐标是电压值，横坐标是数据的索引
plt.plot(x, marker='o')
# 添加标题和标签
plt.title('Voltage Data')
plt.xlabel('index')
plt.ylabel('Voltage (V)')
plt.grid()

#创建图形并绘制数据,数据源是电压，横坐标是电压值，纵坐标是数据的索引
(fig, ax1) = plt.subplots()
ax1.plot(x, y, marker='o')
ax1.grid()
# 设置子图的横纵坐标轴标签
ax1.set_xlabel('Voltage')
ax1.set_ylabel('Current')
# 设置子图的标题
ax1.set_title('Voltage vs. Current')
# 显示图形窗口
plt.show()