LXI总线B类电压表的设计与实现

总的来说，LXI总线规范融合了GPIB仪器的高性能、VXI/PXI插卡式仪器的紧凑灵活和以太网的高速吞吐率，并考虑定时、触发、冷却、电磁兼容等仪器要求。相对于以往的总线标准，LXI不受带宽、软件和计算机背板总线的限制，其覆盖范围更广、继承性能更好、生命周期更长，成本也更低，并依托以太网日益提高的吞吐能力和性能优势，必将成为下一代自动测试系统的理想解决方案。

设计思路及内容

本设计主要是PIC32 Ethernet Starter Kit实验板完成LXI总线C类电压表的设计。并在此基础上探究LXI总线B类电压表的实现。实验板如图1所示：

图1 PIC32 Ethernet Starter Kit实验板

PIC32 Ethernet Starter Kit实验板的顶部组件包括：

PIC32MX795F512L 32位微控制器。 PIC32MX440F512H的USB微控制器板上调试。 绿色电源指示灯。 板晶体的精密微控制器时钟（8兆赫）。 USB连接的板上调试器通信。 橙色调试指示灯。 三个为用户定义的输入按钮开关。 三个用户定义的LED指示灯。 PIC32 USB A型主机为基础的应用插座连接。 主机模式电源线。 RJ - 45以太网端口。 10/100以太网总线速度指示灯。 50兆赫以太网PHY振荡器。 32 kHz振荡器（可选）。 USB主机和OTG PIC32的USB应用的供电电源。

PIC32 Ethernet Starter Kit实验板的底部组件包括：

+3.3 V的稳压电源，通过USB或扩展板入门工具包电源。 连接各种扩展板。 USB OTG和PIC32系列的USB OTG公司/设备为基础的应用设备连接微型AB插座。 外部以太网PHY。

PIC32单片机本身具有网络接口和USB等设计LXI的C类仪器的基本要求，LXI标准规定，C类接口功能需要提供LAN和Web浏览器接口，其LAN接口应支持千兆位以太网，向下兼容100Base-T，推荐使用Auto-MDIX功能，必须显示LXI仪器的MAC地址。网络协议上至少支持Ipv4的IP、TCP、UDP、ICMP、SNMP。必须支持三种LAN配置技术，即动态主机配置协议(DHCP)、动态配置本地链路选址(Auto-IP)和手动设置。必须提供HTML Web网页，这些Web网页可以在和W3C兼容的浏览器上正确工作。Web服务器必须符合HTTP1.1规范，且所提供的HTML网页必须符合版本4.01。

LXI测试模块使用IVI-COM驱动程序（使用COM API的IVI驱动程序）对仪器进行控制。IVI驱动程序是基于VISA并被集成在NI提供的应用开发环境中。主控程序通过调用VISA I/O库函数，控制LXI模块完成电压、电流、频率等信号的测试采样。

因此本设计主要完成的内容如下所示：

熟悉计算机网络通信原理； 熟悉TCP/IP协议； 熟悉嵌入式的Internet技术； 完成模块内部常用接口的调试工作； 完成TCP/IP网络协议的实现； 实现Web Sever服务功能； 完成电压数据的读取； 探究B类电压表的实现方案。

基于PIC32单片机，关键在于网络协议的实现，结构框图如图2所示：

图2结构框图

注：模块上的网络PHY为DP83848C，不具备IEEE1588帧检测能力，需要更换成DP83640。DP83640芯片内置高精度IEEE1588时钟，并设有由硬件执行的时间标记功能，可为接收及发送信息包打上时钟标记，以实现IEEE1588功能。