第四章智能仪器通信接口.pptVIP

* 4.1 GPIB通用接口总线 4.2 GPIB接口电路的设计 4.3 串行通信总线 4.4 串行通信接口电路的设计 第4章 智能仪器通信接口 　　智能仪器一般都设置通信接口，以便能够实现程控，方便用户构成自动测试系统。为了使不同厂家生产的任何型号的仪器都可以直接用一条无源电缆连接起来，世界各国都在按同一标准设计智能仪器的通信接口电路。目前国际上采用的仪器标准接口有GP-IB，CAMAC，RS232，USB等， 本章将对智能仪器普遍使用的GP-IB标准和最基本的串行总线RS-232标准予以介绍。 4.1 GPIB通用接口总线 4.1.1 GP-IB 标准接口系统概述 　　GP－IB即通用接口总线（General Purpose Interface Bus） 是国际通用的仪器接口标准。目前生产的智能仪器几乎无例外地都配有GP－IB标准接口。 　　国际通用的仪器接口标准最初由美国HP公司研制，称为HP-IB标准。 1975年IEEE在此基础上加以改进，将其规范化为IEEE－488标准予以推荐。1977年IEC又通过国际合作命名为IEC－625国际标准。此后，这同一标准便在文献资料中使用了HP－IB，IEEE－488，GP－IB，IEC－IB等多种称谓，但日渐普遍使用的名称是GP－IB。 4.1.1 GP-IB 标准接口系统概述 　　GP-IB标准包括接口与总线两部分：接口部分是由各种逻辑电路组成，与各仪器装置安装在一起，用于对传输的信息进行发送、接收、编码和译码；总线部分是一条无源的多芯电缆，用做传输各种消息。将具有GP-IB接口的仪器用GP-IB总线连接起来的标准接口总线系统如图所示。 一、 GP-IB标准接口系统的基本特性 　　在一个GP-IB标准接口总线系统中，要进行有效的通信联络至少有“讲者”、“听者”、“控者”三类仪器装置。 讲者是通过总线发送仪器消息的仪器装置（ 如测量仪器、数据采集器、计算机等），在一个GP-IB系统中，可以设置多个讲者， 但在某一时刻，只能有一个讲者在起作用。 听者是通过总线接收由讲者发出消息的装置（如打印机、信号源等），在一个GP-IB系统中，可以设置多个听者，并且允许多个听者同时工作。 控者是数据传输过程中的组织者和控制者，例如对其他设备进行寻址或允许“讲者”使用总线等。控者通常由计算机担任，GPIB系统不允许有两个或两个以上的控者同时起作用。 一、 GP-IB标准接口系统的基本特性 控者、讲者、听者被称为系统功能的三要素，对于系统中的某一台装置可以具有三要素中的一个、两个或全部。GP-IB系统中的计算机一般同时兼有讲者、听者与控者的功能。 　　（1） 可以用一条总线互相连接若干台装置，以组成一个自动测试系统。 系统中装置的数目最多不超过15台，互连总线的长度不超过20m。 　　（2） 数据传输采用并行比特（位）、串行字节（位组）双向异步传输方式，其最大传输速率不超过1兆字节每秒。 　　（3） 总线上传输的消息采用负逻辑。低电平（≤＋0.8V）为逻辑“1”，高电平（≥＋2.0V）为逻辑“0”。 　　（4） 地址容量。单字节地址：31个讲地址，31个听地址；双字节地址：961个讲地址，961个听地址。 　　（5） 一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。 一、 GP-IB标准接口系统的基本特性 GP-IB标准接口系统的基本特性如下： 　　总线上传递的各种信息通称为消息。带标准接口的智能仪器按功能可分为仪器功能和接口功能两部分，所以消息也有仪器消息和接口消息之分。 　　所谓接口消息是指用于管理接口部分完成各种接口功能的信息，它由控者发出而只被接口部分所接收和使用。 　　仪器消息是与仪器自身工作密切相关的信息，它只被仪器部分所接收和使用，虽然仪器消息通过接口功能进行传递，但它不改变接口功能的状态。 　　接口消息和仪器消息的传递范围如图所示。 二、 GP－IB标准接口的总线结构 二、 GP－IB标准接口的总线结构 　　总线是一条24芯电缆，其中16条为信号线，其余为地线及屏蔽线。电缆两端是双列24芯叠式结构插头。 　　（1） 8条双向数据总线（DIO1～DIO8） 　　作用：传递仪器消息和大部分接口消息，包括数据、命令和地址。由于这一标准没有专门的地址总线和控制总线，因此必须用其余两组信号线来区分数据总线上信息的类型。 　　（2） 3条数据挂钩联络线（DAV，NRFD和NDAC） 　　作用：控制数据总线的时序，以保证数据总线能正确、有节奏地传输信息，这种传输技术称为三线挂钩技术。 　　（3）5条接口管理控制线（ATN，IFC，