示波器作為電子工程師常用的時域儀器之一，是電路設(shè)計、研發(fā)、實驗、制造或維修電子等常用的測試工具。面對當(dāng)今各種復(fù)雜測量挑戰(zhàn)，工程師們需要好的工具，快速而精準(zhǔn)地解決測試疑難，示波器是廣大電子工程師測試的關(guān)鍵工具。

   在有些情況下，需要編程控制示波器采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，實現(xiàn)對示波器的自動化操作，完成自動化測試。

   有些特殊場合，由于安全問題，需要把示波器放到封閉實驗室環(huán)境下進(jìn)行測試，也需要編程控制示波器采集數(shù)據(jù)安全地完成測試任務(wù)。

   因此實現(xiàn)對示波器的自動設(shè)置和遠(yuǎn)程采集數(shù)據(jù)，成為很多前沿科學(xué)研究和實驗，以及生產(chǎn)自動化的必需環(huán)節(jié)。

   控制示波器常用的編程語言有MATLAB、Python、Labview、VC、C#等。MATLAB是許多工程師非常喜歡的編程開發(fā)工具，可以非常方便進(jìn)行各種信號處理，深受廣大工程師和學(xué)生的喜愛。本文介紹利用MATLAB編程控制示波器完成采集數(shù)據(jù)并顯示波形。我們可以把MATLAB安裝在示波器上或者安裝在PC上，MATLAB可以直接與示波器進(jìn)行通信。

    下面將以文章和視頻的方式詳細(xì)講解如何利用MATLAB語言編程控制泰克的示波器，充分發(fā)揮示波器功能。

   編程前的準(zhǔn)備工作   

   下面介紹MATLAB編程控制示波器之前的準(zhǔn)備工作。

1、安裝NI-VISA

    利用MATLAB控制儀器，需要安裝一個VISA，建議安裝NI-VISA庫，可以去NI官方網(wǎng)站下載安裝（http://www.ni.com）。

2、接口的選擇和設(shè)置

    根據(jù)示波器支持的接口，可選用GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口來編程控制儀器，本文利用MATLAB通過以太網(wǎng)接口編程控制實時示波器為例。

控制接口的選取 

a. LAN  

  [TCPIP0::192.168.0.1::INSTR]

b. GPIB  

  [GPIB0::1::INSTR]

c. Serial

  [serial('COM1','BaudRate',4800)]

d. USB 

[USB::XXX::XXX::XXX::INSTR]

e.Virtual GPIB 

  [GPIB8::1::INSTR]

示波器和PC的設(shè)置(以LAN為例)

a. 設(shè)置示波器的IP地址 例如: 192.168.0.2

b. 設(shè)置PC的IP地址 例如: 192.168.0.1

c. 關(guān)閉示波器和PC的防火墻

d. 在PC端 ping 192.168.0.2，看是否ping通

3、示波器編程手冊下載

    下面分別泰克MSO2系示波器、MDO3系示波器、MSO4/5/6系示波器、DPO/MSO70K系列示波器的編程手冊下載鏈接。

    不同系列示波器編程手冊 

    a.MSO2系示波器

    https://www.tek.com/en/manual/oscilloscope/2-series-mso-programmer-manual-2-series-mso

   b.MDO3系示波器

   https://www.tek.com/en/manual/oscilloscope/3-series-mixed-domain-oscilloscope-programmer-manual-3-series-mdo

    c.MSO4/5/6系示波器

   https://www.tek.com/en/manual/oscilloscope/4-5-6-series-mixed-signal-oscilloscope-programmer-manual-5-series-mso

   d.DPO/MSO70K示波器

   https://www.tek.com/en/oscilloscope/dpo70000-mso70000-manual/dpo70000sx-mso-dpo70000dx-mso-dpo70000c-dpo7000c-mso5000-b-1圖片

Matlab編程控制示波器流程

   利用Matlab編程控制示波器，通過發(fā)送SCPI指令實現(xiàn)對示波器的控制和操作，設(shè)置示波器的相關(guān)參數(shù)，然后采集示波器的數(shù)據(jù)并顯示。

1、連接示波器 

    MATLAB可以利用GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口控制示波器，今天利用以LAN以太網(wǎng)口控制示波器為例，利用visa命令創(chuàng)建對象。

2、詢問示波器 IDN

    利用query發(fā)送SCPI命令詢問示波器的產(chǎn)品信息，可以得到示波器的廠家、型號、序列號、固件版本等。

3、設(shè)置示波器出廠設(shè)置

   利用fprintf發(fā)送SCPI命令*RST對示波器進(jìn)行出廠設(shè)置。

4、設(shè)置示波器參數(shù)

    利用fprintf發(fā)送SCPI命令設(shè)置示波器的參數(shù)，設(shè)置示波器的運行模式、水平刻度、采樣率、垂直刻度、垂直位置、觸發(fā)電平、觸發(fā)類型等。

5、讀取測量結(jié)果

    先用fprintf發(fā)送SCPI命令設(shè)置測量項和參數(shù)，然后用query讀取測量結(jié)果，下面的代碼以測量信號的周期為例。

6、讀取通道波形數(shù)據(jù)

    先利用fprintf發(fā)curve?命令，利用binblockread讀取數(shù)據(jù)，然后利用query獲取相關(guān)的垂直刻度信息，轉(zhuǎn)換成電壓數(shù)據(jù)。

7、讀取水平時基數(shù)據(jù)

   先發(fā)query發(fā)相關(guān)命令，然后計算出示波器的水平刻度數(shù)據(jù)。

8、畫通道波形圖

    利用plot把示波器采集的波形數(shù)據(jù)畫圖。

9、斷開儀器連接

   利用fclose斷開與示波器通信連接。

   總結(jié)

   本介紹如何利用MATLAB語言編程控制示波器采集數(shù)據(jù)并顯示波形，從而實現(xiàn)對示波器的自動化操作，完成自動測試和分析，大大提高工作效率。