测控总线技术 第八章 GPIB总线【PPT】_亚投娱乐登录地址_亚投娱乐官网在线_亚投体育app官方入口
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测控总线技术 第八章 GPIB总线【PPT】
   2021-11-30 10:45:04    亚投娱乐官网在线

  8.1 概述概述美国惠普(HP)公司从60年代中期就开始着力解决自动测试系统接口标准化问题1972年公布了它们的通用接口系统,命名为HP-IB1975年美国电气与电子工程师协会(IEEE)在HP-IB基础上制定了IEC-488-75《可程控仪表的数字接口》标准国际电工委员会以IEEE-488-75为基础,制定了IEC-625《可程控测量仪表的接口系统(字节串行《可程控测量仪表的接口系统(字节串行,位并行)》标准1978年IEEE也把IEEE-488-75标准修改为IEEE-488-78标准这两个标准都是国际公认的总线标准,按这两个标准配置的接口都称为通用标准接口,由它们构成的系统都称GPIB(General Purpose Interface Bus...

  8.1 概述概述美国惠普(HP)公司从60年代中期就开始着力解决自动测试系统接口标准化问题1972年公布了它们的通用接口系统,命名为HP-IB1975年美国电气与电子工程师协会(IEEE)在HP-IB基础上制定了IEC-488-75《可程控仪表的数字接口》标准国际电工委员会以IEEE-488-75为基础,制定了IEC-625《可程控测量仪表的接口系统(字节串行《可程控测量仪表的接口系统(字节串行,位并行)》标准1978年IEEE也把IEEE-488-75标准修改为IEEE-488-78标准这两个标准都是国际公认的总线标准,按这两个标准配置的接口都称为通用标准接口,由它们构成的系统都称GPIB(General Purpose Interface Bus)系统国家标准:GB/T 15946-1995位并行)》标 GPIB的目标 1.它应该是一种在有限距离内(例如在一个实验室内)的通用接口系统; 2.通过它来实现测试系统内各设备之间毫不含糊的可靠通信; 3.被联接的各设备之间可以互相直接通信,而不一定要通过中介单元(测试控制器)的媒介; 4 对被联接设备的特性要求 4.对被联接设备的特性要求,应提出尽可能少的限制条件;应提出尽可能少的限制条件; 5.通信应是异步的(无需同步); 6.价格低廉,以便亦能适用于廉价的简单测试系统; 7.使用起来应相当灵活多样、简单方便,使用者无需费很大努力即能容易了解、掌握它的使用。 GPIB的基本特性1.互联方式(总线型)系统实物连接如图,其概念模型图。测试系统所使用的全部仪器和计算机均通过一组标准总线相互连接。  首先,在于系统的组成比较方便、灵活;组建和拆解测试系统十分简单。其次,采用这种连接方式使仪器与仪器之间可以直接“通话”而无须通过中介单元(一般是计算机)。标准接口总线标准接口总线.总线条数据输入输出线条管理线台)可采用增加母线的方式扩大容量,每增加一条总线个听地址 31个讲地址)4.地址容量(31个听地址,31个讲地址)25-1=31 31X31=9615.数传方式(bit并行、Byte串行、双向异步传递 )6.数传输率: max: 1MB/s type: 500KB/s  7.数据传递距离(不超过20m) :L = min( 20m, 2m X n ) n: 器件个数 8.接口功能(共10种)设备与接口系统之间每一种交互作用就称为一设备与接口系统之间每种接口功能。十种接口功能: 9.GPIB系统的控制(总线控者/测试系统控制器) 10.消息逻辑(TTL电平,负逻辑)种交互作用就称为 8.1.1 GPIB总线结构总线线条数据线条管理线条挂钩线:DAV, NRFD, NDAC5条管理线:ATN, REN, IFC, SRQ, EOI 一、 数据线一、 数据线(双向异步传递两种多线消息比特)器件消息( /ATN=数据工作方式 ):程控命令、测量数据、STB接口消息( ATN=命令工作方式 ):通令、专令、地址、副令二、挂钩控制线二、挂钩控制线 (三线)SH(T/C)驱动:DAV线( DAV =1) 数据有效AH(L)驱动:NRFD线(RFD=0)未准备好NDAC线(DAC=0)未收到数据 三、 接口管理线:三、 接口管理线:ATN线 : 注意线。 ATN消息:区分“命令”和“数据” 。REN线 :远控使能线 。 REN消息EOI线 :结束识别线。EOI消息/ATN EOI = END。(以接口消息形式发送的器件消息结束符)ATNEOI = IDY。(控者进行并行查询---识别 )SRQ线服务请求线SRQ消息SRQ线 :服务请求线。SRQ消息 。(类似于INT信号)。IFC线 :接口清除线。IFC消息 。迫使所有器件接口停止母线上的活动,回到接口空闲状态。(类似于INT信号) 8.1.2 GPIB三线挂钩技术三线挂钩技术当所有的听者准备好,则NRFD=0只要有一个听者未准备好,则NRFD=1NRFD听者1讲者2RFD利用DAV,NRFD,NDAC这三条线形成的挂钩关系宣布数据有效DAV=1或撤除数据DAV=0讲者当所有的听者都已接收完数据时,则NDAC=0只要有一个听者未接受完,则NDAC=1NDACDAV讲者3RFDDACDACDAC GPIB系统采用广播式通信。GPIB系统采用广播式通信。讲者必须先知道是否所有的听着已准备好接收数据。只有在都准备就绪的条件下,讲者才被允许把要广播的数据放置到数据线上去。讲者向所有听者宣布数据线上数据有效。讲者向所有听者布数据线听者在得知数据线上数据有效后才允许从数据线上接收数据。接收完毕后,还应当通知讲者,只有当讲者得知所有听者都已接收完毕,方可从数据线上把数据撤除。数据有效每个字节传送皆按上述过程进行。每个字节传送皆按上述过程进行。 NRFDNRFD是由听者送向讲者,它是由各听者的RFD(即准备就绪)经线与后形成,因此只要有一个听者还未准备就绪(RFD=0),则NRFD=1。DAVDAV是由讲者送给听者的数据有效线。当数据线上数据有效则讲者使从数据线上撤除数据后有效,则讲者使DAV=1。从数据线上撤除数据后,讲者使DAV=0。NDACNDAC也是由听者送向讲者的一条线,它由各听者DAC(即数据接收完毕)经线与后形成。当所有听者皆接收完毕,则NDAC=0,只要还有一个听者没有接收完毕,则NDAC=1。讲者 DAV,NRFD,NDAC三线不仅用来进行通信联络,它们之间还存在着互锁关系。图(a)、(b)分别表示了讲者工作过程与听者的工作过程者的工作过程。从图中可以看出其互锁关系,比如在讲者工作过程中,若NRFD0,则DAV不会为1,因而根本谈不上DAC=0,当然NDAC也不会为0。听者工作过程这种互锁关系也是一样的。从图中可a)讲者工作过程 ; b)听者工作过程 接口功能与器件功能接口功能与器件功能: 器件:把测试系统内的微机或各种仪器设备,通称为器件。 器件功能:是在程序控制(远程)下,器件实现其自身基本任务的能力,是与器件用途密切相关,并因不同器件而异,因此不可能统一。接功能是GPIB的核心是为在系统中完成各器件之间通信联络的关键部分,这部分与器件功能无关,因此可以实现标准化。GPIB接口标准正是对器件的接口功能做出了规定。8.1.3 GPIB的接口功能的接口功能 接口功能:是GPIB的核心,是为在系统中完成各器件之间通信联络的 接口功能名称源方挂钩(Source Handshake)受方挂钩(Acceptor Handshake) AH讲者 Talker T或扩大讲者 Extended Talker TE听者 Listener听者 Listener L或扩大听者 Extended Listener LE服务请求Service Requset SR远控/本控 Remote / Local RL并行查询 Parallel Poll PP器件清除 Device Clear DC器件触发 Device Trigger DT控者 Controller C代号SHL接口功能(Interface Function):器件与GPIB总线的一种交互作用。 一、一、五种基本接口功能五种基本接口功能: SH AH. T L. C管理和控制多线消息比特双向,异步,正确的传递。1.源方SH和受方AH挂钩功能利用三条挂钩线实现三线连锁挂钩,保证DIO线上的多线消息在器件间准确的异步传递。2.T和L功能:发送和接收DIO线上的器件数据。 3.C功能:赋予器件具有控制GPIB系统中器件数据流通的能力指派听者、讲者:决定器件数据流通方向;发送通令和专令:实现器件清除、触发、查询等特殊接口操作;识别母线上的服务请求、发起串行/并行查询 ;控者转移:总线负责控者转移 ;系统控者:(一个系统内只有一个)在任何时刻发出IFC、REN。控功能:控者:配有C功能的GPIB器件,“控制”系统母线及各器件的接口功能。控制器:控制系统完成测试功能,处理测量数据,不必有C功能,但必须有 L、T、AH、SH功能。“控制”各器件的器件功能 二、五种辅助接口功能二、五种辅助接口功能完成特殊的管理、控制交互作用4.SR:服务请求从接口向负责控者提出,请求控者中断当前进行的工作来对该器件进行服务。每个独立的请求源都配有一个相应的SR功能。5.PP:并行查询:以事先分派的一条DIO线在控者发起并行查询时送出PPR消息通常配合SR功能查询时送出PPR消息,通常配合SR功能。6.DC:器件清除:响应控者发出的DCL通令或SDC专令7.DT:器件触发功能:响应负责控者发出的GET专令8.R/L:远控/本控切换:在两种输入操作控制信息之中选择其一的能力 8.2 GPIB的消息编码格式器件消息远地接口消息器件功能器件功能接口功能接口功能总线本地消息本地消息一、 逻辑组成模型一、 逻辑组成模型 器件功能区:完成器件所担负的测控功能。产生器件消息(Device Dependent Message)通过接口编码送上Bus;同时也接受由接口译码的别的器件发出的器件消息。 接口功能区:实现器件间的匹配连接(机械、电气、功能,运行)用以管理和控制器件消息的传递。接口消息:由接口功能接受,并据之改变状态的消息(Interface Massages)远地接口消息:经由GPIB总线传递本地接口消息:在器件功能与接口功能之间传递 二、 仪器的操作与控制二、 仪器的操作与控制IEEE 488.2标准指出,驱使GPIB器件/仪器的器件功能电路状态变化,通常称为器件功能“操作(Operation)”,而GPIB器件功能操作由“程控消息”引起;GPIB器件/仪器的控制和操作是按控制源来分类:作是按控制源来分类:IEEE 488.2标准指出,驱使GPIB器件/仪器的器件功能电路状态变化,通常称为器件功能“操作(Operation)”,而GPIB器件功能操作由“程控消息”引起;GPIB器件/仪器的控制和操远控:可程控,接受外来数字式数据控制的能力。本控:可程控本地控制通常分为:( )仪器操作员可访问的(1)仪器操作员可访问的、用于仪器控制的仪器上的开关、旋钮、按键、触屏位置等。(2)从器件/仪器非GPIB接口系统输入的“外部控制信号“,它可以引起本地操作。例如,数字电压表的外触发信号能够启动一次采样测量。(3)特别应该声明,通过连接到器件的其他总线C、通用并行接口等),来自测试系统内另一个控制操作点的器件功能操作也定义成GPIB本地操作。用于仪器控制的仪器上的开关旋钮 三、设备在三、设备在GPIB系统中的地位系统中的地位从系统组建角度出发,每个设备的地位是相同的;但它们在完成给定目的和执行操作的地位上是不相同的。 从接口功能管理上看:讲或听器件;GPIB总线“控者/ Controller” 从测试系统进行的操作或从器件消息传递角度出发:“测试系统控制器(Test System Controller)”/“测试控制器/主控器/主控机”; “器件(Device)” 。  四、GPIB消息分类四、GPIB消息分类接口功能设备功能的本地消息(接口功能设备功能的本地消息(未规定未规定)设备功能接口功能的本地消息设备功能接口功能的本地消息本地消息本地消息)设备消息(程控指令,测量或显示数据、状态字节)设备消息(程控指令,测量或显示数据、状态字节)多线接口消息(通令、指令、寻址令、副令)多线接口消息(通令、指令、寻址令、副令)单线接口消息单线接口消息接口消息接口消息远地消息远地消息消息消息 8.2.1 单线接口消息编码单线接口消息编码助记符消息名称类型类别DIO8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1DAV NRFD NDACATN EOI SRQ IFC RENATN注意(通令)UUCX X X X X X X XX X X1 X X X XIPC接口清除(通令)UUCX X X X X X X XX X XX X X 1 XREN远控可能(通令)UUCX X X X X X X XX X 0X X X X 1DAC数据已接收UHSX X X X X X X X1 X XX X X X XDAV数据有效UHSX X X X X X X XX X XX X X X XEND结束USTX X X X X X X XX X X0 1 X X XIDY识别(通令)UUCX X X X X X X XX X X1 1 X X XPPRPPR1并行点名响应1并行点名响应1UUSTSTXX X X X X X X 1X X X X X X 1XX X XXX1 1 X X X1 1 X X XPPR2并行点名响应2USTX X X X X X 1 XX X X1 1 X X XPPR3并行点名响应3USTX X X X X 1 X XX X X1 1 X X XPPR4并行点名响应4USTX X X X 1 X X XX X X1 1 X X XPPR5并行点名响应5USTX X X 1 X X X XX X X1 1 X X XPPR6并行点名响应6USTX X 1 X X X X XX X X1 1 X X XPPR7并行点名响应7USTX 1 X X X X X XX X X1 1 X X XPPR8并行点名响应8UST1 X X X X X X XX X X1 1 X X XRED准备好接收数据UHSX X X X X X X XX 0 XX X X X XRQS请求服务USTX 1 X X X X X XX X X0 X X X XSRQ服务请求USTX X X X X X X XX X XX X 1 X X ((1)接口消息(命令),ATN=0为设备消息(数据)。((2))REN通令:通令:用来使系统中所有设备处于远控可能状态(REN=l),凡被寻址设备则被设定为远控方式。((3))IFC通令:通令:用来使具有DC功能的设备返回到初始态(IFC=1)。((4))IDY通令:通令:用来发起并行点名(EOI=1,ATN=1)。((5))DAV,,DAC,,RFD::用于实现三线个并行点名响应信号。当控者发出IDY通令进行并行点名已准备好被并行点名的8台设备在自己分配到的那条数据线上置上行点名,已准备好被并行点名的8台设备在自己分配到的那条数据线上置上响应信号,以表示自己的状态。凡PPRi=1的设备,为提出服务请求的设备。((7))SRQ::当配有SR功能的设备有服务请求时则SRQ=l,表示它提出服务请求。((8))RQS::当控者响应服务请求,则控者用串行点名查询,而RQS状态就是被串行点名的设备提供给控者的状态。若RQS=1表示是自己提出了服务请求。((9))END::这是讲者提供给控者表示数据传送结束的状态(EOI=1,ATN=0)。)ATN通令通令::用来指示数据线上是接口消息还是设备消息。ATN=1为 8.2.2 多线接口消息编码多线接口消息编码多线接口消息是指使用数据线DIOi传送的接口消息,它用于管理接口系统。多线接口消息用七位ASCII码进行编码(DIO1~DIO7),DIO8不用。多线接口消息分为通令、指令、寻址...

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