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射频测试入门学习(四)——C#是如何控制一台仪器的

news 来源：原创 2025/5/29 5:09:25

一、写作说明

二、常用两种库对比

1. 库对比分析表格

2. 常用方法说明

三、代码实现示例

1.NI-VISA 封装类

2.Ivi.VISA 封装类

3.主函数调用

四、两种库适用范围总结

一、写作说明

刚入行时很疑惑，一门编程语言是如何和仪器实现通信的。在上篇文章《射频测试入门学习（三）——程控仪器是怎样和电脑连接通信的》中已经详细说明控制仪器的电脑必备条件。本文通过实际举例介绍C#是如何控制仪器并与之通信的。

二、常用两种库对比

1. 库对比分析表格

特性	NI-VISA	Ivi.VISA
依赖	需安装 NI-VISA Runtime（商业授权）	无需 NI 依赖，通过 NuGet 直接安装（如 `Ivi.Visa` 包），但需底层 VISA 驱动（如 Keysight IO 套件）
跨平台支持	支持 Windows/Linux（需对应版本）	跨平台兼容性更好（支持 .NET Core/Standard）
接口支持	GPIB、USB、LAN、Serial 等（需硬件支持）	类似 NI-VISA，但依赖底层驱动
性能	高（专为仪器通信优化）	中等（托管实现，略低于原生库）
开发便捷性	需 NI 软件环境，文档完善	轻量级集成（NuGet），代码更简洁
适用场景	需稳定性和高性能的场景（如产线测试）	跨平台开发、快速原型设计或避免商业依赖

2. 常用方法说明

操作	NI-VISA 方法	Ivi.VISA 方法
连接仪器	`ResourceManager.Open()`	`ResourceManager.Open()`
发送指令	`MessageBasedSession.RawIO.Write()`	`IMessageBasedSession.RawIO.Write()`
读取响应	`MessageBasedSession.RawIO.ReadString()`	`IMessageBasedSession.RawIO.ReadString()`
断开连接	`MessageBasedSession.Dispose()`	`IMessageBasedSession.Dispose()`

三、代码实现示例

1.NI-VISA 封装类

using NationalInstruments.Visa;
using System;

public class PowerSupply_NIVisa {
    private MessageBasedSession _session;

    public void Connect(string visaAddress) {
        var rm = new ResourceManager();
        _session = (MessageBasedSession)rm.Open(visaAddress);
    }

    public void Disconnect() {
        _session?.Dispose();
    }

    public string Query(string command) {
        _session.RawIO.Write(command);
        return _session.RawIO.ReadString().Trim();
    }

    public void SetVoltage(double voltage, int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        _session.RawIO.Write($"VOLT {voltage}");
    }

    public void SetCurrent(double current, int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        _session.RawIO.Write($"CURR {current}");
    }

    public void OutputOn() {
        _session.RawIO.Write("OUTP:STAT ON");
    }

    public void OutputOff() {
        _session.RawIO.Write("OUTP:STAT OFF");
    }

    public double MeasureVoltage(int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        return double.Parse(_session.RawIO.ReadString());
    }

    public double MeasureCurrent(int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        return double.Parse(_session.RawIO.ReadString());
    }
}

2.Ivi.VISA 封装类

using Ivi.Visa;
using System;

public class PowerSupply_IviVisa {
    private IMessageBasedSession _session;

    public void Connect(string visaAddress) {
        var rm = new ResourceManager();
        _session = rm.Open(visaAddress) as IMessageBasedSession;
    }

    public void Disconnect() {
        _session?.Dispose();
    }

    public string Query(string command) {
        _session.RawIO.Write(command);
        return _session.RawIO.ReadString().Trim();
    }

    public void SetVoltage(double voltage, int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        _session.RawIO.Write($"VOLT {voltage}");
    }

    public void SetCurrent(double current, int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        _session.RawIO.Write($"CURR {current}");
    }

    public void OutputOn() {
        _session.RawIO.Write("OUTP:STAT ON");
    }

    public void OutputOff() {
        _session.RawIO.Write("OUTP:STAT OFF");
    }

    public double MeasureVoltage(int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        return double.Parse(_session.RawIO.ReadString());
    }

    public double MeasureCurrent(int channel) {
        _session.RawIO.Write($"INST:NSEL {channel}");
        return double.Parse(_session.RawIO.ReadString());
    }
}

3.主函数调用

class Program {
    static void Main() {
        string visaAddress = "TCPIP0::192.168.1.101::inst0::INSTR";

        // 使用 NI-VISA
        var niPs = new PowerSupply_NIVisa();
        niPs.Connect(visaAddress);
        Console.WriteLine("IDN: " + niPs.Query("*IDN?"));
        niPs.SetVoltage(12.0, 1);
        niPs.SetCurrent(1.0, 1);
        niPs.OutputOn();
        Console.WriteLine("Measured Voltage: " + niPs.MeasureVoltage(1));
        niPs.Disconnect();

        // 使用 Ivi.VISA
        var iviPs = new PowerSupply_IviVisa();
        iviPs.Connect(visaAddress);
        Console.WriteLine("IDN: " + iviPs.Query("*IDN?"));
        iviPs.SetVoltage(5.0, 2);
        iviPs.SetCurrent(0.5, 2);
        iviPs.OutputOn();
        Console.WriteLine("Measured Current: " + iviPs.MeasureCurrent(2));
        iviPs.Disconnect();
    }
}

四、两种库适用范围总结

库	推荐场景
NI-VISA	需要高性能、稳定性的环境（如产线测试），且允许安装 NI 商业软件。
Ivi.VISA	跨平台开发、快速原型设计，或需避免依赖 NI 的商业授权（依赖底层 VISA 驱动）。