基于NI-VISA获取示波器波形数据
实验室在做一个故障检测的项目，需要读取485串口发来的数据，为此使用了鼎阳的示波器SDS3054来获取和记录波形。示波器可以在触发信号下记录一次波形，但是项目要求波形能够远程实时获取和保存，并且能持续的记录。示波器支持NI-VISA编程，这就可以编程来实现示波器的控制。而NI-VISA的资料在网上也很少，费劲很大周折才搞出了这个一个小DEMO。在这过程中，也认识到查阅官方英文文档和直接使用搜索引擎之间的不同。如果有人需要其他帮助的，可以联系我。
项目背景
以下摘自百度：
NI-VISA(Virtual Instrument Software Architecture，以下简称为”VISA”)是美国国家仪器 NI(National Instruments VISA)公司开发的一种用来与各种仪器总线进行通信的高级应用编程接口。VISA总线I/O软件是一个综合软件包，不受平台、总线和环境的限制，可用来对USB、GPIB、串口、VXI、PXI和以太网系统进行配置、编程和调试。VISA是虚拟仪器系统I/O接口软件。基于自底向上结构模型的VISA创造了一个统一形式的I/O控制函数集。一方面，对初学者或是简单任务的设计者来说， VISA提供了简单易用的控制函数集，在应用形式上相当简单; 另一方面，对复杂系统的组建者来说，VISA提供了非常强大的仪器控制功能与资源管理。
简单将，NI-VISA屏蔽了底层的硬件细节，程序员只需要调用NI-VISA提供的函数和API，以及相关的SCPI指令集，就可以完成对示波器等设备的控制。这也不得不佩服做底层的工程师。
项目需求
项目需要控制示波器完成：
在外源触发信号的控制下，示波器工作在single模式下，记录触发信号通道，485串口数据通道的波形，并且在触发信号（一个小方波，上升沿触发）到来时，保存当前的波形。并且可以被实时的远程获取，且在获取到这一帧波形时，能自动的继续记录下一次波形。
项目源码
项目中需要研究厂家的示波器保存文件TRC的文件格式，这里借鉴了一个外国网站上的Matlab代码
下载：main.m ReadLeCroyBinaryWaveform.m
这个项目开发IDE为VS2013，开发语言为C（C++），需要安装好NI-VISA的相关软件，可以在官网Teledyne Lecroy下载示波器Oscilloscope软件。同时采用的是网络方式进行远程控制，需要配置安装好LeCroyVICPPassport.dll（官网也能下载到），当然也可以使用USB控制方式，不过只要改动连接命令即可，这个官方手册可以查询（需要手册可以联系我）。
提供main.cpp，需要完整源码包的联系我下载。1
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int main(int argc, char *argv[]){
char addr[100] = { 0 };
char source[10][5] = { 0 };
int src_num = 0;
if (argc < 3){
plog("Usage: Get waveforms from an oscilloscope.\n");
plog("Tips: Should be used in cmd mode.\n");
plog("Format: [ADDR][SOURCE1][SOURCE2][SOURCE3]...\n");
plog("Example:\n\tVICP::192.168.1.133 C1 C2 Z1 Z2\n\tUSB0::0x05FF::0x1023::SDS300B21443023::INSTR C1 C2 Z1 Z2\n");
plog("\nPress any key to exit...\n");
getchar();
return -1;
}
else{
//此处需要添加addr地址合法性、通道名有效性判断
char tmp[100] = { 0 };
src_num = argc-2;
strcpy(addr, argv[1]);
int m = 0;
for (; m < argc-2; m++){
memset(tmp, 0, sizeof(tmp));
strcpy(tmp, argv[m+2]);
strcpy(source[m], _strupr(tmp));
}
}
plog("ADDR:%s SOURCES(%d):",addr,src_num);
for (int t = 0; t < src_num;t++){
plog("%s ",source[t]);
}
printf("\n");
//开始工作
ViSession default_RM = -1; //default_resource_manager
ViSession ins = -1; //instrument
ViStatus stat = -1; //status
ViUInt32 rt_cnt = -1; //read_count(or return_count)
ViUInt32 wt_cnt = -1; //write_count
static unsigned char str_rt_buf[RT_BUF_SIZE] = { 0 }; //read_buf_size
static unsigned char str_wt_buf[WT_BUF_SIZE] = { 0 }; //write_buf_size
fflush(stdin);
fflush(stdout);
//Open a session and find resources
if (fun_visa_viConnect(&default_RM, addr, str_rt_buf, &ins) == -1){
goto ERR;
}
//设置一些属性，如超时时间等
//属性设置前需要询问当前设置，设置完后也需要再次询问设置，以确认设置成功
//stat=viSetAttribute();
if (fun_visa_viPrintf(&ins, "CHDR OFF;CORD HI;CFMT DEF9,WORD,BIN\n","E001") == -1){
goto ERR;
}
if (fun_visa_viPrintf(&ins, "WFSU SP,0,NP,0,FP,0,SN,0\n", "E002") == -1){
goto ERR;
}
//获取波形数据并保存
//建议用多线程实现
//示波器触发频率不宜太频繁(即假设错误发生是偶然的)
int rts = -1;
int m = 0;
char s_vbs_rt[100] = { 0 };
char s_vbs_wt_ask[100] = { 0 };
char s_vbs_wt_set[100] = { 0 };
char filename[30] = { 0 };
char time_tmp[20] = { 0 };
char err_str[100] = { 0 };
int err_times = 0;
strcat(s_vbs_wt_ask, "VBS? 'Return=app.Acquisition.TriggerMode'\n");
strcat(s_vbs_wt_set, "VBS 'app.Acquisition.TriggerMode=\"Single\"'\n");
while (1){
err_times = 0;
//循环询问示波器是否进入‘stopped’状态
memset(time_tmp, 0, sizeof(time_tmp));
get_timeNow(time_tmp, sizeof(time_tmp));
plog("\n[%s] Waiting for trigger 'Stopped'...\n", time_tmp);
while (1){
memset(time_tmp, 0, sizeof(time_tmp));
get_timeNow(time_tmp, sizeof(time_tmp));
memset(err_str, 0, sizeof(err_str));
strcat(err_str, " [");
strcat(err_str, time_tmp);
strcat(err_str, "]ask for trigger 'Stopped'");
memset(s_vbs_rt, 0, sizeof(s_vbs_rt));
if(fun_visa_viQuerf(&ins, (unsigned char *)s_vbs_wt_ask, (unsigned char *)s_vbs_rt, err_str) == -1){
err_times++;
}
if (err_times == 5){
goto ERR;
}
if (findstr(s_vbs_rt,"Stopped") >= 0){
plog("[%s] Get trigger 'Stopped'!\n",time_tmp);
break;
}
Sleep(1000);
}
//休息一秒，让示波器显示波形，从而各个缓冲区均有数据
Sleep(1000);
//根据Source数量依次获取波形数据并保存
for (m = 0; m < src_num; m++){
rts = -1;
memset(filename, 0, sizeof(filename));
strcat(filename,time_tmp);
strcat(filename, "_");
strcat(filename, source[m]);
strcat(filename, ".trc");
rts = fun_main_viGetWaveFromScopeAndSave(&ins, source[m], str_wt_buf, str_rt_buf, filename);
if (rts == 0) {
plog("Waveform in source %s has saved into file '%s'!\n", source[m], filename);
}
else{
plog("Waveform data in source %s failed\n",source[m]);
}
//需要休息会，让示波器上一个通道缓冲区重置，顺便让计算机写入文件
Sleep(200);
}
err_times = 0;
//重新设置示波器为‘single’状态，注意示波器不宜触发太过频繁
memset(time_tmp, 0, sizeof(time_tmp));
get_timeNow(time_tmp, sizeof(time_tmp));
plog("[%s] Switch trigger into 'Single'...\n", time_tmp);
while (1){
memset(time_tmp, 0, sizeof(time_tmp));
get_timeNow(time_tmp, sizeof(time_tmp));
memset(err_str, 0, sizeof(err_str));
strcat(err_str, " [");
strcat(err_str, time_tmp);
strcat(err_str, "]switch trigger into 'Single'");
memset(s_vbs_rt, 0, sizeof(s_vbs_rt));
fun_visa_viPrintf(&ins,s_vbs_wt_set, err_str);
Sleep(2000);
if(fun_visa_viQuerf(&ins, (unsigned char *)s_vbs_wt_ask, (unsigned char *)s_vbs_rt, err_str)==-1){
err_times++;
}
if (err_times == 5){
goto ERR;
}
if (findstr(s_vbs_rt, "Single") >= 0){
plog("[%s] Get trigger 'Single'!\n", time_tmp);
break;
}
Sleep(1000);
}
}
ERR:
stat = viClose(ins);
stat = viClose(default_RM);
fflush(stdin);
fflush(stdout);
plog("\nProgram exited.\n");
return 0;
}
项目测试
设置示波器的IP，并使得远程计算机和示波器最好在同一网络区域中。打开示波器设置面板，选择VICP方式，可以获得设备IP地址。
在CMD中运行编译好的程序，比如scope.exe。
485的数据通过差分探头接在示波器的C1和C2通道上，触发信号接在C3通道上。
> scope VICP::192.168.1.133 C1 C2 C3
之后程序就能自动的获取持续的波形了。
（以上过程截图均省略）
完