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基于Python的可编程电源控制及应用

更新时间：2019-12-21 12:28:39 大小：2M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：python CPI指令可编程电源自动化测试 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

本文首先介绍了Python脚本语言和N5700系列可编程电源各自的特点,然后讨论可编程电源的自动化测试设计,包括环境搭建、Python脚本开发及测试过程。实验结果表明,测试设备自动化上下电测试执行效率高,并且检测准确,对自动化测试有一定的参考价值。

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嵌入式技术

•

基于 Python 的可编程电源控制及应用

文/王刚义杨玉钊包演生姜涛谢钧安

本文首先介绍了Python脚本

语言和N5700系列可编程电源各

自的特点，然后讨论可编程电源

的自动化测试设计，包括环境搭

建、Python脚本开发及测试过程。

实验结果表明，测试设备自动化

上下电测试执行效率高，并且检

测准确，对自动化测试有一定的

参考价值。

摘

要

图1：测试系统的示意图

动上下电而达到自动测试效果，并实现监测系

统是否正常上电工作，解决使用人工手动控制

重复上下电，测试效果较差并且效率较低的问

题。

序的时候，你无需考虑诸如如何管理你的程序

使用的内存一类的底层细节。

（3）可移植性由于它的开源本质，

Python 已经被移植在许多平台上( 经过改动使

它能够工作在不同平台上)。这些系统包括如

Linux、Windows、Solaris、Mac OS、Windows

CE 等等，甚至还有PocketPC。

1 Python脚本语言简介

【关键词】Python SCPI指令可编程电源自

Python 是一种解释型、交互式、面向对象、

动态语义、语法优美的脚本语言，自从1989

年由Guido Van Rossum 设计出来后，经过十

余年的发展，已经同Tcl、Perl 一起，成为目

前应用最广的三种跨平台脚本语言。Python 的

主要特点有：

（4）面向对象Python 提供类、类的继承、

类的私有和公有属性、例外处理等完善的对面

向对象方法的支持。

动化测试

（5）可嵌入性可以方便地把Python 嵌入

C /C++ 程序中，为程序提供脚本功能。

（6）可扩展性如果希望一段关键代码运

行得更快或者希望某些算法不公开，可以把部

分程序用C 或C++ 编写，然后在Python 程序

中使用它们。

随着社会的发展，嵌入式系统在人们的

工作和生活中应用越来越广泛，同时，嵌入式

系统也越来越复杂，嵌入式系统的可靠性面临

严峻的考验。在嵌入式系统的各项测试中，上

下电测试是一项重要的测试，能够验证测试系

统的硬件和软件可靠性及可恢复性。本文基于

Python 脚本语言，通过控制可编程电源实现自

（1）免费开源 Python 是FLOSS( 自由/

开放源码软件) 之一。简单地说，你可以自由

地发布这个软件的拷贝、阅读它的源代码、对

它做改动、把它的一部分用于新的自由软件中。

（2）高层语言当你用Python 语言编写程

（7）第三方库 Python 有大量的第三方模

<< 上接 190 页

4.1.1 软件渲染

（2）JS 引擎使用JIT 技术提升性能。

（3）JS 引擎提供webwork 并行处理能力

提升应用并发处理性能(js 和ui 在同一线程)。

访问网络包，然后使用Wireshark 网络分析工

具，可以分析出个资源网络下载时间，辅助定

位分析网络性能优化问题。

（1）节省内存，适合处理2D 方面的操作。

（2）当需要更新小型区域时，只需要计

算一个极小的区域

（2）对于chromium 内核浏览器，可以

打开内核远程调试功能，在PC chrome 浏览器

上使用chrome：//inspect 连接嵌入式浏览器，

使用Chrome Timeline 工具，分析页面具体性

能参数，使用Timeline 工具可以协助分析以下

信息：

6 从JS应用角度来优化

（3）不适合处理HTML5 中的新技术，

如CSS3D、WebGL、视频Canvas 等

4.1.2 硬件加速的合成化渲染

主要优化关键呈现路径，下面是一些常

见具体优化措施：

（1）适合3D 绘图

（1）js,css, 图片等文件合并、压缩，减

少资源下载和处理时间。

（2）带有后端存储，加速渲染过程

（3）消耗更多资源

1. 页面渲染帧率分析，得到异常帧信息。

2. 各类文件执行耗时/ 耗资源分析。

3. 文件等待- 下载时间。

（2）使用异步（async）JavaScript 资源，

或使用延迟（defer）执行的 JavaScript, 一般

制。

4.1.3 软件绘图的合成化渲染

（1）结合前面两种方式的优点

需要针对不同场景选择控制不同的渲染

模式达到最佳渲染性能

4. 页面呈现期间的事件列表。

5. 某个帧/ 某个事件的详细信息分析。

Timeline 示意图如图2 所示。

（3）避免运行时间长的JavaScript，耗时

任务的拆分，chunk 化运行。

（2）浏览器底层图形层需要对接到

平台 OPENGL,DIRECTFB 图形模块，针对

OPENGL,DIRECTFB 的性能优化可以提升绘

图效率，绘图上下文和移植实现类

（3）分层处理，简化网页结构出重绘开

销处理。

以上就是本文总结的从不同角度来优化

浏览器性能的一般性分析总结，实际项目中需

要根据实际情况做针对性优化。

例如：使用定时器将大任务拆分为小任

务，使得浏览器得到空隙做其他事情。

（4）避免使用CSS import

（5）优化资源加载顺序，优先加载关键

资源。

作者简介

（4）减少重绘（计算布局，绘图，合成

三步），计算布局，绘图占用时间长，设计页

面尽量减少计算布局，绘图时间。

曾祥根（1977-），男，江西省吉安市人。大

学本科学历。职称：中级工程师。主要研究方

向为嵌入式软件开发。

（6）避免使用CSS 表达式（Expression）。

（7）复合图层化机制优化使用。

（8）使用Web Workers 后台线程。

5 从JS引擎角度来优化

7 从开发调试工具角度，合理使用开发

调试工具来协助分析性能问题

作者单位

四川长虹网络科技有限责任公司四川省绵阳

（1）选择高性能JS 引擎，Google V8 性

能由于JS 引擎Webkit JavascriptCore。

市 621000

（1）使用tcpdump 抓包工具，抓取页面

电子技术与软件工程

Electronic Technology & Software Engineering

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嵌入式技术

Embedded Technology

•

块，能大量节省开发者的时间，从而能更多时

间关注自己的问题。

基于以上的特点，Python 特别适合

于作为脚本语言嵌入到应用程序中，并且

Python 有一个专门为仪器设计的开发库——

VISA(Virtual Instrument Software Architecture，

简称为VISA) 库。VISA 提供用于仪器编程的

标准I/O 函数库，是计算机与仪器的标准软件

通信接口，计算机通过它来控制仪器。本文也

通过VSIA 库来控制可编程电源。

2 可编程电源特点

Keysight N5700 系列直流电源采用紧凑型

（1U）机箱，提供750W 和1500W 可编程直

流输出，共有24 种型号，能适应各种简单直

流电源应用。它们提供稳定的输出功率，内置

的电压和电流测量能力，以及6V 到600V 的

电压和1.3A 到180A 的电流。带有标准配置

的GPIB、Ethernet/LAN 和USB 2.0 通讯接口，

为您提供选择当前和未来I/O 接口的灵活性。

本文以N5700 系列中的一种电源型号为

例，尝试使用Ethernet/LAN 和USB 2.0 作为

通讯接口来控制该电源的上下电操作。

图2：软件识别出的相应地址

象中的open_resource 函数传入上述所查询的

地址建立相应的通讯连接。然后调用相应的

SCPI 指令实现控制（详细的指令信息可查看

IEEE488.2, 根据需要选择性的使用），如发送

“*IDN?”查看可编程电源相关信息，同时也

可以验证是否和可编程电源通讯成功。

3 自动化测试设计

为了通过使用Python 脚本语言VISA 库

来控制可编程电源N5700 系列电源，首先应

完成测试环境搭建；其次，完成Python 脚本

开发；最后通过一定的测试来验证是否可行。

最后，通过Python 语言定义一个循环，

循环中通过发送SCPI 指令来控制可编程电源

的电压输出，并监测上电情况下可编程电源的

电流值，作为判断可编程电源是否正常启动的

标志。值得注意的是，设置断电控制是把电压

设置一个比较小的电压（低于设备的供电电

压），而不是设置为0，这样减少对可编程电

源的冲击；设置时间间隔的话需要考虑可编程

电源电压输出至稳定输出的时间。具体的控制

流程图如图3 所示。

3.1 环境搭建

首先，系统环境的整体搭建如图1 所示。

其中PC 机已经安装好相应软件，以太网线束

为RJ45 转RJ45，USB 线束为USB type A 转

USB type B，并且把可编程电源电压输出端同

待测试设备电源输入端连接。

其次，要实现Python 脚本控制电源，PC

机需要对软件环境进行相关的配置：

（1）安装 N5700 系列电源的驱动软

件。驱动软件可以到相应官网进行下载，如

本文下载的是KeysightInstrumentControlBund

le_4.2018 软件，其中包括相应驱动软件和相

应的编程IDE；

图3：控制流程图

3.3 测试阶段

在完成设备相关连接及可编程电源的

Python 脚本控制的设计后，给相应设备上电进

行调试。通过以太网连接可编程电源和PC，

运行Python 脚本，观察可编程电源的电压变

化情况，并观察测试设备的上下电情况。通过

观察，可编程电源按照设定的时间间隔调整电

压输出，并且测试设备根据电压变换正常上下

电，完成测试设备的上下电自动化测试，验证

了设备软硬件的可靠性。

参考文献

[1] 王国强，张贝克 . 基于 Python 的嵌

入式脚本研究 [J]. 计算机应用与软

件,2010,27(03)ꢀ107-109.

[2]Keysight Series N5700 System DC Power

Supply,Inc..2004.

（2）搭建Python 开发环境。具体可以

参考网上一些教程，这里就不详细介绍了，

值得注意的是注意配置PATH 环境变量、安装

VISA 库及Python 编程环境。

[3]KeysightTECHNOLOGIES[EB/OL]. [2000-

zh/home.html.

（3）确保PC 机上有visa32.dll 文件的

存在，一般该文件存放位置在c：/windows/

system32/visa32.dll。

[4]python[EB/OL].[2001-2019].httpsꢀ//

4 总结

[5]李宁. Python从菜鸟到高手[M].北京：

清华大学出版社,2018.

文章介绍Python、可编程电源和上下电

测试实现的一些关键技术，在硬件平台的基础

上，采用Python 脚本语言和SCPI 指令，实现

了可编程电源的电压控制，较好地解决了测试

设备的上下电的自动化测试，测试设备在正常

运行中异常掉电对设备软硬件的影响，验证设

备软硬件的可靠性。实验结果表明，测试设备

自动化上下电测试执行效率高，并且检测准确，

对自动化测试有一定的参考价值！

3.2 Python脚本开发

首先，获取可编程电源的USB 或者以太

网地址，把USB 线束或者以太网线束将可编

程电源和PC 机相连，然后打开已安装好的

Keysight Connection Expert 软件，该软件中会

自动识别出该电源的相应地址，如图2 所示。

其次，定义相应通讯接口，这里以以

作者简介

王刚义（1989-），男，江西省九江市人。硕

士学位。工程师。研究方向为嵌入式软件开发

及软件测试。

作者单位

宁波中车时代传感技术有限公司浙江省宁波

太网为例。利用 VISA 库的 API 函数 visa.

ResourceManager 创建visa 实例对象，调用对

市 315021

（通讯作者：王刚义）

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