第5章 智能儀器通信接口設(shè)計(jì)

1、第五章第五章 智能儀器通信接口設(shè)計(jì)智能儀器通信接口設(shè)計(jì)并行通信接口并行通信接口5.1串行通信接口串行通信接口5.2現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線5.3工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)5.4首頁(yè)首頁(yè)本章內(nèi)容本章內(nèi)容藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)5.51. 1. 通用總線通用總線3. 3. 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線l 重點(diǎn)重點(diǎn)：2. 2. 串行接口總線串行接口總線 返 回4. 4. 以太網(wǎng)以太網(wǎng)主要有并行通信接口、串行通信接口、主要有并行通信接口、串行通信接口、現(xiàn)場(chǎng)總線接口和以太網(wǎng)接口等。為方便現(xiàn)場(chǎng)總線接口和以太網(wǎng)接口等。為方便各種儀器之間的通信，一般采用標(biāo)準(zhǔn)通各種儀器之間的通信，一般采用標(biāo)準(zhǔn)通信接口。信接口。 下 頁(yè)上 頁(yè)主要接口方式主要接口

2、方式返 回在實(shí)際的測(cè)量和控制過(guò)程中，智能儀器和智能儀器之在實(shí)際的測(cè)量和控制過(guò)程中，智能儀器和智能儀器之間、智能儀器與計(jì)算機(jī)之間需要進(jìn)行各種信息的交換和傳間、智能儀器與計(jì)算機(jī)之間需要進(jìn)行各種信息的交換和傳輸，這種信息的交換和傳輸通過(guò)儀器的通信接口按照一定輸，這種信息的交換和傳輸通過(guò)儀器的通信接口按照一定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)。的協(xié)議實(shí)現(xiàn)。 是各儀器之間或儀器與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信是各儀器之間或儀器與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置息交換和傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)裝置 通信接口通信接口概述概述下 頁(yè)上 頁(yè)返 回注意：本章介紹智能儀器較常用的標(biāo)本章介紹智能儀器較常用的標(biāo)準(zhǔn)總線，主要有準(zhǔn)總線，主要有GP-IB通用接口總通用接

3、口總線、線、RS232C串行總線、串行總線、RS422/485串行總線、串行總線、USB通用串通用串行總線、行總線、CAN總線等總線等 。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回智能儀器中的公共數(shù)字傳輸通道稱為智能儀器中的公共數(shù)字傳輸通道稱為總線（總線（Bus）總線總線按連接范圍按連接范圍劃分劃分片間總線（局部總線）片間總線（局部總線） 內(nèi)部總線（系統(tǒng)總線）內(nèi)部總線（系統(tǒng)總線） 外部總線（通信總線）外部總線（通信總線） 主要用于芯片主要用于芯片級(jí)的互連級(jí)的互連 用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與各種擴(kuò)展插件板各種擴(kuò)展插件板之間的相互連接之間的相互連接 主要用于儀器主要用于儀器間的互連間的互連 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回內(nèi)總線內(nèi)總

4、線（System Bus） 是系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的公共信息是系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的公共信息通道。通道。 各模塊的設(shè)計(jì)可通用化；各模塊的設(shè)計(jì)可通用化；具有互換性，損壞一部分只須更換該部分即可；具有互換性，損壞一部分只須更換該部分即可；只要留有足夠的插口，隨時(shí)可擴(kuò)展系統(tǒng)的功能；只要留有足夠的插口，隨時(shí)可擴(kuò)展系統(tǒng)的功能；改變其中一些模塊可以改變儀器的功能改變其中一些模塊可以改變儀器的功能采用內(nèi)總線的優(yōu)點(diǎn)：采用內(nèi)總線的優(yōu)點(diǎn)：目目前前常常用用的的內(nèi)內(nèi)總總線線S-100 STD 是美國(guó)公司是美國(guó)公司1976年提出適應(yīng)于年提出適應(yīng)于Intel 8080CPU系列的總線，共系列的總線，共100條，其中條，其中16條數(shù)據(jù)

5、線；條數(shù)據(jù)線；24條地址線；條地址線；11條控制線；條控制線；8條條DMA線；線；8條狀條狀態(tài)線；態(tài)線；8條矢量中斷線；條矢量中斷線；9條電條電源線地線；源線地線；16條其他用途信號(hào)條其他用途信號(hào)線；主要缺陷是布線不太合理、線；主要缺陷是布線不太合理、時(shí)鐘信號(hào)位于控制信號(hào)中間，時(shí)鐘信號(hào)位于控制信號(hào)中間，容易產(chǎn)生干擾、地線少、引腳容易產(chǎn)生干擾、地線少、引腳多、幾何尺寸大、易變形，目多、幾何尺寸大、易變形，目前已極少用。前已極少用。 是美國(guó)是美國(guó)Pro-log公司公司1979年提年提出用于工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)的標(biāo)出用于工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)總線。按工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)準(zhǔn)系統(tǒng)總線。按工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，

6、具有較好的兼容性，電路板計(jì)，具有較好的兼容性，電路板采用小板結(jié)構(gòu)，高度模塊化，結(jié)采用小板結(jié)構(gòu)，高度模塊化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，品種齊全，價(jià)格低廉，構(gòu)簡(jiǎn)單，品種齊全，價(jià)格低廉，性能良好。支持多微處理器系統(tǒng)。性能良好。支持多微處理器系統(tǒng)。共共56條線，其中條線，其中6條邏輯電源線；條邏輯電源線； 8條數(shù)據(jù)線；條數(shù)據(jù)線；16條地址線；條地址線；22條條控制線；控制線；4條輔助電源線。適合于條輔助電源線。適合于8位機(jī)，位機(jī)，80年代開(kāi)始在我國(guó)流行，年代開(kāi)始在我國(guó)流行，現(xiàn)在應(yīng)用較少現(xiàn)在應(yīng)用較少.Philips公司于公司于80年代推出的二年代推出的二線串行通信總線廣泛應(yīng)用于系線串行通信總線廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)部模塊或芯

7、片之間的內(nèi)總統(tǒng)內(nèi)部模塊或芯片之間的內(nèi)總線，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛線，在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛下 頁(yè)上 頁(yè)返 回下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 片內(nèi)總線一般由芯片制造廠商定義，對(duì)外提供的連線片內(nèi)總線一般由芯片制造廠商定義，對(duì)外提供的連線均通過(guò)芯片的管腳實(shí)現(xiàn)，對(duì)智能儀器設(shè)計(jì)的影響不大。內(nèi)均通過(guò)芯片的管腳實(shí)現(xiàn)，對(duì)智能儀器設(shè)計(jì)的影響不大。內(nèi)部總線的種類相對(duì)較為統(tǒng)一，部總線的種類相對(duì)較為統(tǒng)一， 總線是其中的典型代總線是其中的典型代表表。CI2CI2 外部總線的種類則比較廣泛，由于涉及智能儀器與智外部總線的種類則比較廣泛，由于涉及智能儀器與智能儀器之間，智能儀器和通用計(jì)算機(jī)之間通信的問(wèn)題，根能儀器之間，智能儀器和通用計(jì)

8、算機(jī)之間通信的問(wèn)題，根據(jù)通信性質(zhì)、通信技術(shù)和通信距離的不同，有多種多樣的據(jù)通信性質(zhì)、通信技術(shù)和通信距離的不同，有多種多樣的總線可供選擇。總線可供選擇。GP-IB通用并行總線、通用并行總線、RS-232C、RS-485和和USB (Universal Serial Bus) 等串行總線、等串行總線、CAN現(xiàn)場(chǎng)總線。現(xiàn)場(chǎng)總線?？偩€在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛?？偩€在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。舉例：舉例：下 頁(yè)上 頁(yè)返 回總線總線 按數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)按數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)劃分劃分并行總線并行總線 串行總線串行總線 指多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)傳輸或接收，可指多個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)傳輸或接收，可分為不同位數(shù)（寬度）的并行總線（如分為不同位數(shù)（寬度）的

9、并行總線（如8位、位、16位等），當(dāng)距離較近而且要求位等），當(dāng)距離較近而且要求傳輸速率較高時(shí)通常采用此總線傳輸方傳輸速率較高時(shí)通常采用此總線傳輸方式式 數(shù)據(jù)逐位傳輸，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)最多只需兩根數(shù)據(jù)逐位傳輸，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)最多只需兩根導(dǎo)線，其一用于發(fā)送，另一用于接收；串行通信采導(dǎo)線，其一用于發(fā)送，另一用于接收；串行通信采用不同的工作方式，還可將發(fā)送和接收二線合一，用不同的工作方式，還可將發(fā)送和接收二線合一，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，當(dāng)設(shè)備距離較遠(yuǎn)時(shí)通常采用具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，當(dāng)設(shè)備距離較遠(yuǎn)時(shí)通常采用串行總線方式。串行總線方式。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回相同條件下：相同條件下：串行傳輸速度并行傳輸速度串行傳輸速

10、度并行傳輸速度注意：下 頁(yè)上 頁(yè)返 回上述的各種外部總線都有很多廠商推出了上述的各種外部總線都有很多廠商推出了相應(yīng)的通信接口，有些接口已經(jīng)直接在芯片級(jí)相應(yīng)的通信接口，有些接口已經(jīng)直接在芯片級(jí)予以實(shí)現(xiàn)，使用非常方便。予以實(shí)現(xiàn)，使用非常方便。 隨著新技術(shù)、新的通信手段的發(fā)展，新的隨著新技術(shù)、新的通信手段的發(fā)展，新的通信接口還會(huì)不斷涌現(xiàn)。通信接口還會(huì)不斷涌現(xiàn)。 綜述：綜述：l通用接口總線通用接口總線GP-IB（General Purpose Interface Bus） 目前大多數(shù)智能檢測(cè)儀器帶有通用接口總線目前大多數(shù)智能檢測(cè)儀器帶有通用接口總線GP-IB 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回5.1 并行總線并行總線

11、它最早由美國(guó)它最早由美國(guó)HP公司研制，稱公司研制，稱:HP-IB標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。 1975年年IEEE將其改進(jìn)，規(guī)范化為將其改進(jìn)，規(guī)范化為IEEE-488標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)，1977年年IEC又將其命名為又將其命名為IEC-625國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，目前多稱其為目前多稱其為:GP-IB。 5.1.1 通用接口總線通用接口總線1、可通過(guò)一條總線將多臺(tái)儀器互聯(lián)，組成自動(dòng)測(cè)試、可通過(guò)一條總線將多臺(tái)儀器互聯(lián)，組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。系統(tǒng)中可以連接的儀器不超過(guò)系統(tǒng)。系統(tǒng)中可以連接的儀器不超過(guò)15臺(tái)，互連臺(tái)，互連總線的長(zhǎng)度不超過(guò)總線的長(zhǎng)度不超過(guò)20米。米。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 適應(yīng)于輕微干擾的試驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)，可用于智能檢適應(yīng)于輕

12、微干擾的試驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)，可用于智能檢測(cè)、計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航、通信等領(lǐng)域。測(cè)、計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航、通信等領(lǐng)域。 基本特性基本特性下 頁(yè)上 頁(yè)返 回2、數(shù)據(jù)傳送采用位并行、字節(jié)串行的雙向異步傳、數(shù)據(jù)傳送采用位并行、字節(jié)串行的雙向異步傳輸方式，最大傳輸速率不超過(guò)輸方式，最大傳輸速率不超過(guò)1兆字節(jié)兆字節(jié)/每秒。每秒。3、總線上傳輸?shù)南⒉捎秘?fù)邏輯，即低電平、總線上傳輸?shù)南⒉捎秘?fù)邏輯，即低電平（0.8V）為邏輯）為邏輯“1”，高電平（，高電平（2.0V）為邏）為邏輯輯“0”。4、采用單字節(jié)地址時(shí)可有、采用單字節(jié)地址時(shí)可有31個(gè)講地址和個(gè)講地址和31個(gè)聽(tīng)地個(gè)聽(tīng)地址；采用雙字節(jié)地址時(shí)可有址；采用雙字節(jié)地址時(shí)可有961個(gè)

13、講地址和個(gè)講地址和961個(gè)聽(tīng)地址。個(gè)聽(tīng)地址。協(xié)議中用到的術(shù)語(yǔ)協(xié)議中用到的術(shù)語(yǔ) 是對(duì)系統(tǒng)控制的設(shè)備，能發(fā)出各種命令、是對(duì)系統(tǒng)控制的設(shè)備，能發(fā)出各種命令、地址，也能接收其他儀器發(fā)來(lái)的信息。地址，也能接收其他儀器發(fā)來(lái)的信息。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回1、控者、講者、聽(tīng)者、控者、講者、聽(tīng)者l控者控者 控者能對(duì)總線進(jìn)行接口管理，規(guī)定每臺(tái)儀控者能對(duì)總線進(jìn)行接口管理，規(guī)定每臺(tái)儀器的具體操作。器的具體操作。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回一個(gè)系統(tǒng)可有多個(gè)控者，但每一時(shí)刻只能一個(gè)系統(tǒng)可有多個(gè)控者，但每一時(shí)刻只能有一個(gè)控者起作用。有一個(gè)控者起作用。 是產(chǎn)生和向總線發(fā)送儀器消息（即測(cè)量數(shù)是產(chǎn)生和向總線發(fā)送儀器消息（即測(cè)量數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息

14、）的設(shè)備。據(jù)和狀態(tài)信息）的設(shè)備。 l講者講者 一個(gè)系統(tǒng)中可有兩個(gè)以上的講者，但每一一個(gè)系統(tǒng)中可有兩個(gè)以上的講者，但每一時(shí)刻只能有一個(gè)講者起作用，若有多個(gè)講時(shí)刻只能有一個(gè)講者起作用，若有多個(gè)講者同時(shí)將數(shù)據(jù)放于總線上，會(huì)引起數(shù)據(jù)傳者同時(shí)將數(shù)據(jù)放于總線上，會(huì)引起數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靵y。輸?shù)幕靵y。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回是接收總線上傳來(lái)的數(shù)據(jù)的設(shè)備，是接收總線上傳來(lái)的數(shù)據(jù)的設(shè)備， l聽(tīng)者聽(tīng)者 一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)可同時(shí)有多個(gè)聽(tīng)者工作，同時(shí)一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)可同時(shí)有多個(gè)聽(tīng)者工作，同時(shí)接收總線上的數(shù)據(jù)。接收總線上的數(shù)據(jù)。 控者、講者、聽(tīng)者是所有傳輸過(guò)程中必不可少控者、講者、聽(tīng)者是所有傳輸過(guò)程中必不可少的三個(gè)設(shè)備，在一個(gè)系統(tǒng)中控者、講者

15、、聽(tīng)者的三個(gè)設(shè)備，在一個(gè)系統(tǒng)中控者、講者、聽(tīng)者的身份可根據(jù)系統(tǒng)的功能和所要完成的任務(wù)而的身份可根據(jù)系統(tǒng)的功能和所要完成的任務(wù)而改變。改變。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回2、消息、消息是各臺(tái)儀器之間通過(guò)接口總線傳輸?shù)母鞣N是各臺(tái)儀器之間通過(guò)接口總線傳輸?shù)母鞣N信息。信息。 儀器之間的通信即為發(fā)送和接收消息的過(guò)儀器之間的通信即為發(fā)送和接收消息的過(guò)程。程。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回消息按使用信號(hào)線的條數(shù)可分為消息按使用信號(hào)線的條數(shù)可分為單線消息和多線消息。單線消息和多線消息。 單線消息：?jiǎn)尉€消息： 指用一條信號(hào)線傳送消息指用一條信號(hào)線傳送消息 多線消息：多線消息： 指用兩條以上的信號(hào)線傳送消息指用兩條以上的信號(hào)線傳送消息

16、 多線儀器消息多線儀器消息多線接口消息多線接口消息下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 多線儀器消息與儀器特性密切相關(guān)，由設(shè)計(jì)者選擇多線儀器消息與儀器特性密切相關(guān)，由設(shè)計(jì)者選擇 多線接口消息分為通用命令、尋址命令和地址三大類多線接口消息分為通用命令、尋址命令和地址三大類 通用命令由控者發(fā)出，所有設(shè)備必須聽(tīng)并且執(zhí)行。通用命令由控者發(fā)出，所有設(shè)備必須聽(tīng)并且執(zhí)行。 尋址命令由控者發(fā)出，只有被尋址的設(shè)備才能聽(tīng)。尋址命令由控者發(fā)出，只有被尋址的設(shè)備才能聽(tīng)。地址分為聽(tīng)地址、講地址和副地址地址分為聽(tīng)地址、講地址和副地址。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回消息按來(lái)源可分為消息按來(lái)源可分為遠(yuǎn)地消息和本地消息遠(yuǎn)地消息和本地消息。 遠(yuǎn)地消息：遠(yuǎn)地消

17、息：指經(jīng)總線傳送的消息，規(guī)定用三個(gè)指經(jīng)總線傳送的消息，規(guī)定用三個(gè)大寫(xiě)字母表示大寫(xiě)字母表示 本地消息：本地消息：指由設(shè)備本身產(chǎn)生的只能在設(shè)備內(nèi)指由設(shè)備本身產(chǎn)生的只能在設(shè)備內(nèi)部傳遞、不能傳送到總線的消息，部傳遞、不能傳送到總線的消息，用小寫(xiě)字母表示。用小寫(xiě)字母表示。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回消息按用途可分為消息按用途可分為接口消息和儀器消息。接口消息和儀器消息。 接口消息：接口消息：用于管理系統(tǒng)接口的消息，只能在相關(guān)設(shè)用于管理系統(tǒng)接口的消息，只能在相關(guān)設(shè)備的接口部分和總線之間傳遞，被接口功備的接口部分和總線之間傳遞，被接口功能利用和處理，通過(guò)各種命令、地址使接能利用和處理，通過(guò)各種命令、地址使接口功能的

18、狀態(tài)發(fā)生變化，不允許傳到儀器口功能的狀態(tài)發(fā)生變化，不允許傳到儀器功能部分。功能部分。 儀器消息：儀器消息：與儀器功能有關(guān)的消息，在儀器功能之間與儀器功能有關(guān)的消息，在儀器功能之間傳送，由儀器功能利用和處理，不改變接傳送，由儀器功能利用和處理，不改變接口功能和狀態(tài)，如測(cè)量數(shù)據(jù)等。口功能和狀態(tài)，如測(cè)量數(shù)據(jù)等。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回其關(guān)系如圖其關(guān)系如圖8.7所示所示 圖圖5.1 接口消息和儀器消息接口消息和儀器消息下 頁(yè)上 頁(yè)返 回儀器功能與接口功能儀器功能與接口功能 儀器功能儀器功能是把收到的控制信息變成儀器的實(shí)際是把收到的控制信息變成儀器的實(shí)際動(dòng)作動(dòng)作 ，如調(diào)節(jié)頻率、調(diào)節(jié)信號(hào)的電平等，與常規(guī)，如調(diào)

19、節(jié)頻率、調(diào)節(jié)信號(hào)的電平等，與常規(guī)儀器設(shè)備的功能相同。不同的測(cè)量?jī)x器其儀器功儀器設(shè)備的功能相同。不同的測(cè)量?jī)x器其儀器功能相差很多。能相差很多。 自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的任一儀器設(shè)備分自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的任一儀器設(shè)備分儀器儀器和和接口接口兩部分兩部分 接口功能接口功能是完成系統(tǒng)中各儀器設(shè)備之間正確通是完成系統(tǒng)中各儀器設(shè)備之間正確通信、確保系統(tǒng)正常工作的能力。信、確保系統(tǒng)正常工作的能力。 GP-IB標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)包括標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)包括接口接口和和總線總線兩部分兩部分 接口部分接口部分由各種邏輯電路組成，與各儀器裝置由各種邏輯電路組成，與各儀器裝置安裝在一起，用于對(duì)傳輸?shù)男畔l(fā)送、接收、編安裝在一起，用于對(duì)傳輸?shù)男畔l(fā)送

20、、接收、編碼和譯碼碼和譯碼 總線部分總線部分是一條無(wú)源的是一條無(wú)源的24芯電纜，用于傳輸各芯電纜，用于傳輸各種消息，接口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖種消息，接口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5.2所示所示 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回圖圖5.2 GP-IB標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 24條線又包含條線又包含8條數(shù)據(jù)線、條數(shù)據(jù)線、3條掛鉤聯(lián)絡(luò)線及條掛鉤聯(lián)絡(luò)線及5條條接口管理線共接口管理線共16條信號(hào)線，其余為地線及屏蔽條信號(hào)線，其余為地線及屏蔽線。各信號(hào)線定義如下：線。各信號(hào)線定義如下： 8條條雙向數(shù)據(jù)線：雙向數(shù)據(jù)線： DIO1DIO8，傳遞數(shù)據(jù)、命令及地址。，傳遞數(shù)據(jù)、命令及地址。 3條條數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)

21、絡(luò)線： 控制數(shù)據(jù)總線的時(shí)序，保證數(shù)據(jù)總線能正確傳控制數(shù)據(jù)總線的時(shí)序，保證數(shù)據(jù)總線能正確傳輸信息。輸信息。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 DAV（Data Valid）數(shù)據(jù)有效線）數(shù)據(jù)有效線,低電平表示有效，當(dāng)?shù)碗娖奖硎居行В?dāng)數(shù)據(jù)線上出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)時(shí)，講者置其為低電平，示意聽(tīng)者從數(shù)據(jù)線上出現(xiàn)有效數(shù)據(jù)時(shí)，講者置其為低電平，示意聽(tīng)者從數(shù)據(jù)線上接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)線上接收數(shù)據(jù)。 NRFD（Not Ready For Data）數(shù)據(jù)未就緒線，）數(shù)據(jù)未就緒線，被指被指定的聽(tīng)者中只要有一個(gè)未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，定的聽(tīng)者中只要有一個(gè)未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，NRFD就為低，就為低，示意講者暫不要發(fā)出信息。示意講者暫不要發(fā)出信息。 NDAC

22、（Not Data Accepted）數(shù)據(jù)未收到線，）數(shù)據(jù)未收到線，被指被指定的聽(tīng)者中只要有一個(gè)聽(tīng)者未從數(shù)據(jù)總線上收到數(shù)據(jù)時(shí)為定的聽(tīng)者中只要有一個(gè)聽(tīng)者未從數(shù)據(jù)總線上收到數(shù)據(jù)時(shí)為低，示意講者保持?jǐn)?shù)據(jù)線上的信息。低，示意講者保持?jǐn)?shù)據(jù)線上的信息。 三線掛鉤原理三線掛鉤原理 在在GPIB系統(tǒng)中，每傳遞一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)信息，源方（講者系統(tǒng)中，每傳遞一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)信息，源方（講者與控者）與受方（聽(tīng)者）之間都要進(jìn)行一次三線掛鉤過(guò)程。與控者）與受方（聽(tīng)者）之間都要進(jìn)行一次三線掛鉤過(guò)程。 假定地址已發(fā)送，聽(tīng)者和講者均已受命。三線掛鉤過(guò)程如下：假定地址已發(fā)送，聽(tīng)者和講者均已受命。三線掛鉤過(guò)程如下：下 頁(yè)上 頁(yè)返 回

23、 5條接口管理線：控制總線接口的狀態(tài)。條接口管理線：控制總線接口的狀態(tài)。 ATN（Attention）注意線，由控者使用，指明數(shù)據(jù)）注意線，由控者使用，指明數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)類型，線上的數(shù)據(jù)類型，ATN為低電平，表示數(shù)據(jù)線為低電平，表示數(shù)據(jù)線D1D8上的信息是控者發(fā)出的接口消息，上的信息是控者發(fā)出的接口消息，ATN為高電平，為高電平，表示表示D1D8為講者發(fā)出的儀器消息。為講者發(fā)出的儀器消息。 IFC（Interface Clear）接口清除線，由控者使用，）接口清除線，由控者使用，IFC為低電平時(shí)，接口系統(tǒng)復(fù)位。為低電平時(shí)，接口系統(tǒng)復(fù)位。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 REN（Remote Enable）遠(yuǎn)

24、程控制線，）遠(yuǎn)程控制線，由控者使用，由控者使用，REN為低電平，表示儀器處于遠(yuǎn)程工作狀態(tài)，面板手工操作為低電平，表示儀器處于遠(yuǎn)程工作狀態(tài)，面板手工操作停用；停用；REN為高電平表示儀器處于本地工作方式。為高電平表示儀器處于本地工作方式。 SRQ（Service Request）服務(wù)請(qǐng)求線，）服務(wù)請(qǐng)求線，所有設(shè)備均可所有設(shè)備均可發(fā)出，發(fā)出，SRQ為低電平時(shí)表示向控者申請(qǐng)服務(wù)。為低電平時(shí)表示向控者申請(qǐng)服務(wù)。 EOI（End Or Identify）結(jié)束或識(shí)別線，）結(jié)束或識(shí)別線，EOI與與ATN配合使用，在配合使用，在EOI為高、為高、ATN為低時(shí)表示講者已傳完一組為低時(shí)表示講者已傳完一組數(shù)據(jù)；在數(shù)

25、據(jù)；在EOI為高、為高、ATN為高時(shí)，表示控者要進(jìn)行識(shí)別操為高時(shí)，表示控者要進(jìn)行識(shí)別操作，要求設(shè)備將其狀態(tài)放在數(shù)據(jù)線上。作，要求設(shè)備將其狀態(tài)放在數(shù)據(jù)線上。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回GP-IB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了十種功能： 1）控者功能（）控者功能（Controller Function） 簡(jiǎn)稱控（簡(jiǎn)稱控（C）功能，產(chǎn)生對(duì)系統(tǒng)的管理消息，發(fā)布各種通）功能，產(chǎn)生對(duì)系統(tǒng)的管理消息，發(fā)布各種通用命令，指定數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的講者和聽(tīng)者，進(jìn)行串行或用命令，指定數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的講者和聽(tīng)者，進(jìn)行串行或并行點(diǎn)名，接受其他儀器的服務(wù)請(qǐng)求和狀態(tài)數(shù)據(jù)。并行點(diǎn)名，接受其他儀器的服務(wù)請(qǐng)求和狀態(tài)數(shù)據(jù)。 2）講者功能（）講者功能（Talker

26、Function） 簡(jiǎn)稱講（簡(jiǎn)稱講（T）功能，由控者指定某儀器為講者時(shí)，它才具）功能，由控者指定某儀器為講者時(shí)，它才具有講功能，將測(cè)量數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息等通過(guò)接口發(fā)送給其他有講功能，將測(cè)量數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息等通過(guò)接口發(fā)送給其他儀器。儀器。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回3）聽(tīng)者功能（）聽(tīng)者功能（Listener Function） 簡(jiǎn)稱聽(tīng)（簡(jiǎn)稱聽(tīng)（L）功能，所有儀器都必須設(shè)置聽(tīng)功能。當(dāng)儀器）功能，所有儀器都必須設(shè)置聽(tīng)功能。當(dāng)儀器被指定為聽(tīng)者時(shí)具有聽(tīng)功能，此時(shí)從總線接收控者的程控被指定為聽(tīng)者時(shí)具有聽(tīng)功能，此時(shí)從總線接收控者的程控命令和講者的測(cè)量數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)。命令和講者的測(cè)量數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)。 在自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)中，為了進(jìn)

27、行有效的信息傳在自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)中，為了進(jìn)行有效的信息傳遞，一般遞，一般 “控者控者”、“講者講者”和和“聽(tīng)者聽(tīng)者”三種基三種基本功能是系統(tǒng)中必不可少的。此外，為了使系統(tǒng)本功能是系統(tǒng)中必不可少的。此外，為了使系統(tǒng)傳送的信息準(zhǔn)確、可靠，協(xié)議中采用三線技術(shù)，傳送的信息準(zhǔn)確、可靠，協(xié)議中采用三線技術(shù)，設(shè)置了源掛鉤功能和受者掛鉤功能。設(shè)置了源掛鉤功能和受者掛鉤功能。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回4）源掛鉤功能（）源掛鉤功能（Source Handshake Function） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱SH功能。講者和控者必須配置源掛鉤功能，為講者功能。講者和控者必須配置源掛鉤功能，為講者和控者功能服務(wù)，用于在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中源方向受方

28、進(jìn)行和控者功能服務(wù)，用于在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中源方向受方進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。聯(lián)絡(luò)。5）受者掛鉤功能）受者掛鉤功能 （Accepter Handshake Function） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱AH功能。主要為聽(tīng)者服務(wù)，用于數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中受功能。主要為聽(tīng)者服務(wù)，用于數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中受方向源方進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。方向源方進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回其他五種具有管理能力的接口功能。其他五種具有管理能力的接口功能。6）服務(wù)請(qǐng)求功能（）服務(wù)請(qǐng)求功能（Service Request Function） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱SR功能，指系統(tǒng)中某設(shè)備向控者提出服務(wù)請(qǐng)求的功能。功能，指系統(tǒng)中某設(shè)備向控者提出服務(wù)請(qǐng)求的功能。當(dāng)儀器在運(yùn)行時(shí)遇到請(qǐng)求向總線輸出測(cè)量數(shù)

29、據(jù)或出現(xiàn)故障當(dāng)儀器在運(yùn)行時(shí)遇到請(qǐng)求向總線輸出測(cè)量數(shù)據(jù)或出現(xiàn)故障需請(qǐng)求控者處理時(shí)，向控者發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求的信息。需請(qǐng)求控者處理時(shí)，向控者發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求的信息。 7）并行點(diǎn)名功能（）并行點(diǎn)名功能（Parallel Poll Function） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱PP功能，是控者為快速查詢請(qǐng)求服務(wù)儀器而設(shè)置的功能，是控者為快速查詢請(qǐng)求服務(wù)儀器而設(shè)置的點(diǎn)名功能。只有配備有點(diǎn)名功能。只有配備有PP功能的儀器才能對(duì)控者的并行點(diǎn)功能的儀器才能對(duì)控者的并行點(diǎn)名功能作出響應(yīng)。名功能作出響應(yīng)。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回8）遠(yuǎn)控）遠(yuǎn)控/本控功能（本控功能（Remote/Local Function） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱R/L功能。遠(yuǎn)控指儀器接收總線

30、發(fā)來(lái)的程控命令，本功能。遠(yuǎn)控指儀器接收總線發(fā)來(lái)的程控命令，本控指儀器接收面板按鍵的人工操作命令?？卣呖赏ㄟ^(guò)總線控指儀器接收面板按鍵的人工操作命令?？卣呖赏ㄟ^(guò)總線使配有使配有R/L功能的儀器在遠(yuǎn)控或本控功能之間選擇其一。功能的儀器在遠(yuǎn)控或本控功能之間選擇其一。 9）儀器觸發(fā)功能（）儀器觸發(fā)功能（Device Trigger Function） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱DT功能，使儀器可從總線接收觸發(fā)消息，進(jìn)行觸發(fā)功能，使儀器可從總線接收觸發(fā)消息，進(jìn)行觸發(fā)操作。操作。10）儀器清除功能（）儀器清除功能（Device Clear Function） 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱DC功能。系統(tǒng)控者通過(guò)總線使配備有該功能的儀器功能。系統(tǒng)控

31、者通過(guò)總線使配備有該功能的儀器同時(shí)或有選擇的被清除，恢復(fù)到初始狀態(tài)。同時(shí)或有選擇的被清除，恢復(fù)到初始狀態(tài)。 接口消息及其編碼接口消息及其編碼 表表5-1 多線接口信息分類表多線接口信息分類表GET(Group Execute Trigger)GET(Group Execute Trigger)： 群執(zhí)行觸發(fā)，此命令使一個(gè)或群執(zhí)行觸發(fā)，此命令使一個(gè)或多個(gè)被尋址為聽(tīng)者的設(shè)備同時(shí)處于某一作用狀態(tài)多個(gè)被尋址為聽(tīng)者的設(shè)備同時(shí)處于某一作用狀態(tài)( (或同時(shí)執(zhí)行某或同時(shí)執(zhí)行某一事先規(guī)定的操作一事先規(guī)定的操作) )。TCT(Take Control)TCT(Take Control)： 接受控制，此命令使控者把

32、控制權(quán)轉(zhuǎn)讓接受控制，此命令使控者把控制權(quán)轉(zhuǎn)讓給已被尋址為講者的另一設(shè)備。給已被尋址為講者的另一設(shè)備。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回GP-IB接口工作過(guò)程接口工作過(guò)程 多個(gè)設(shè)備通過(guò)多個(gè)設(shè)備通過(guò)GP-IB接口相連組成一個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，接口相連組成一個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，一般控者為帶計(jì)算機(jī)的設(shè)備，控者規(guī)定講者和聽(tīng)者。在控者一般控者為帶計(jì)算機(jī)的設(shè)備，控者規(guī)定講者和聽(tīng)者。在控者的控制下，執(zhí)行用戶預(yù)先編好的程序，在數(shù)據(jù)線上通過(guò)接口的控制下，執(zhí)行用戶預(yù)先編好的程序，在數(shù)據(jù)線上通過(guò)接口消息協(xié)調(diào)各儀器的接口操作，從而完成儀器信息的傳送。消息協(xié)調(diào)各儀器的接口操作，從而完成儀器信息的傳送。 下圖是測(cè)量某放大器的幅頻特性及打印測(cè)量

33、結(jié)果的原理下圖是測(cè)量某放大器的幅頻特性及打印測(cè)量結(jié)果的原理圖。計(jì)算機(jī)（控者）令信號(hào)發(fā)生器（聽(tīng)者）產(chǎn)生幅值固定頻圖。計(jì)算機(jī)（控者）令信號(hào)發(fā)生器（聽(tīng)者）產(chǎn)生幅值固定頻率可在一定范圍內(nèi)變化的正弦信號(hào)，由頻率計(jì)測(cè)出信號(hào)的頻率可在一定范圍內(nèi)變化的正弦信號(hào)，由頻率計(jì)測(cè)出信號(hào)的頻率，由數(shù)字電壓表測(cè)出放大器的輸出幅值，測(cè)量多次并將測(cè)率，由數(shù)字電壓表測(cè)出放大器的輸出幅值，測(cè)量多次并將測(cè)量結(jié)果送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算出幅頻特性后送給打印機(jī)打印。量結(jié)果送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算出幅頻特性后送給打印機(jī)打印。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 GP-IB總線應(yīng)用舉例總線應(yīng)用舉例下 頁(yè)上 頁(yè)返 回1）控制器通過(guò)控制器通過(guò)C功能發(fā)出功能發(fā)出REN消息，使

34、系統(tǒng)中所有儀器處于消息，使系統(tǒng)中所有儀器處于控者控制之下。控者控制之下。2）控制器通過(guò)控制器通過(guò)C功能發(fā)出功能發(fā)出IFC消息，使系統(tǒng)中所有儀器都處消息，使系統(tǒng)中所有儀器都處于初始狀態(tài)。于初始狀態(tài)。3）控制器發(fā)出信號(hào)發(fā)生器的聽(tīng)地址，信號(hào)發(fā)生器接收地址后）控制器發(fā)出信號(hào)發(fā)生器的聽(tīng)地址，信號(hào)發(fā)生器接收地址后成為聽(tīng)者。成為聽(tīng)者。工作過(guò)程如下：4）控制器通過(guò)）控制器通過(guò)T功能向信號(hào)發(fā)生器發(fā)出程控命令，使信號(hào)發(fā)功能向信號(hào)發(fā)生器發(fā)出程控命令，使信號(hào)發(fā)生器輸出幅值固定的某一頻率范圍內(nèi)的正弦信號(hào)。生器輸出幅值固定的某一頻率范圍內(nèi)的正弦信號(hào)。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回5）控制器發(fā)出）控制器發(fā)出UNL，取消信號(hào)發(fā)生器的聽(tīng)受

35、命狀態(tài)。，取消信號(hào)發(fā)生器的聽(tīng)受命狀態(tài)。6）控制器發(fā)出頻率計(jì)的聽(tīng)地址，頻率計(jì)成為聽(tīng)者后測(cè)量輸入）控制器發(fā)出頻率計(jì)的聽(tīng)地址，頻率計(jì)成為聽(tīng)者后測(cè)量輸入信號(hào)的頻率。信號(hào)的頻率。7）控制器發(fā)頻率計(jì)的講地址，取消頻率計(jì)的聽(tīng)受命狀態(tài)，控）控制器發(fā)頻率計(jì)的講地址，取消頻率計(jì)的聽(tīng)受命狀態(tài)，控制器使自己變?yōu)槁?tīng)者，接收由頻率計(jì)發(fā)來(lái)的頻率測(cè)量值。制器使自己變?yōu)槁?tīng)者，接收由頻率計(jì)發(fā)來(lái)的頻率測(cè)量值。8）控制器發(fā)數(shù)字電壓表的聽(tīng)地址，數(shù)字電壓表成為聽(tīng)者后測(cè)）控制器發(fā)數(shù)字電壓表的聽(tīng)地址，數(shù)字電壓表成為聽(tīng)者后測(cè)量輸出信號(hào)的幅值。量輸出信號(hào)的幅值。9）控制器發(fā)數(shù)字電壓表的講地址，取消數(shù)字電壓表的聽(tīng)受命）控制器發(fā)數(shù)字電壓表的講地址，

36、取消數(shù)字電壓表的聽(tīng)受命狀態(tài)，控制器使自己變?yōu)槁?tīng)者，接收由數(shù)字電壓表發(fā)來(lái)的幅狀態(tài)，控制器使自己變?yōu)槁?tīng)者，接收由數(shù)字電壓表發(fā)來(lái)的幅值測(cè)量值。值測(cè)量值。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 上述測(cè)量過(guò)程可完成一組測(cè)量值，不斷重復(fù)上述測(cè)量過(guò)程可完成一組測(cè)量值，不斷重復(fù)（3）（）（9）可得到多組測(cè)量值。之后控制器計(jì)算完幅）可得到多組測(cè)量值。之后控制器計(jì)算完幅頻特性后，發(fā)打印機(jī)的聽(tīng)地址，控制器作為講者把數(shù)據(jù)頻特性后，發(fā)打印機(jī)的聽(tīng)地址，控制器作為講者把數(shù)據(jù)送給打印機(jī)，并命令打印機(jī)打出幅頻特性。送給打印機(jī)，并命令打印機(jī)打出幅頻特性。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回GP-IB接口芯片接口芯片 為了使儀器能夠掛接在為了使儀器能夠掛接在GP-IB

37、總線上，需要為其設(shè)計(jì)總線上，需要為其設(shè)計(jì)GP-IB接口電路，采用專用接口芯片為設(shè)計(jì)帶來(lái)很大方便。接口電路，采用專用接口芯片為設(shè)計(jì)帶來(lái)很大方便。 有多家公司生產(chǎn)有多家公司生產(chǎn)GP-IB專用接口芯片，其中專用接口芯片，其中NI（National Instruments）公司的）公司的TNT4882，有，有100引腳，包含引腳，包含ISA總線總線接口和完全的接口和完全的GP-IB接口，只需外接接口，只需外接40MHz時(shí)鐘即可使用。時(shí)鐘即可使用。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回Intel公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的8291A接口芯片可實(shí)現(xiàn)除接口芯片可實(shí)現(xiàn)除“控功能控功能”外的其外的其他他9種功能，無(wú)須種功能，無(wú)須CPU管

38、理可實(shí)現(xiàn)管理可實(shí)現(xiàn)3線掛鉤時(shí)序。線掛鉤時(shí)序。 智能儀器的智能儀器的CPU通過(guò)訪問(wèn)通過(guò)訪問(wèn)8291A內(nèi)部的寄存器組，可方便的內(nèi)部的寄存器組，可方便的完成接口功能設(shè)置和數(shù)據(jù)傳送。完成接口功能設(shè)置和數(shù)據(jù)傳送。 8292是實(shí)現(xiàn)控者功能的接口芯片，與是實(shí)現(xiàn)控者功能的接口芯片，與8291A配合使用能完成配合使用能完成通信過(guò)程?？蓪⑼ㄐ胚^(guò)程?？蓪?292與與8291A芯片做成芯片做成GP-IB接口卡，直接接口卡，直接插入智能儀器插槽中。插入智能儀器插槽中。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回另外，為配合另外，為配合8291A和和8292芯片使用，增加總線上可以掛接芯片使用，增加總線上可以掛接設(shè)備的數(shù)目，有實(shí)現(xiàn)總線收發(fā)器功能

39、的設(shè)備的數(shù)目，有實(shí)現(xiàn)總線收發(fā)器功能的8293接口芯片，當(dāng)需接口芯片，當(dāng)需要向總線發(fā)送信息時(shí)可提高總線的驅(qū)動(dòng)能力；當(dāng)需要從總線要向總線發(fā)送信息時(shí)可提高總線的驅(qū)動(dòng)能力；當(dāng)需要從總線接收信息時(shí)，可減輕對(duì)負(fù)載的效應(yīng)。這些集成芯片的使用為接收信息時(shí)，可減輕對(duì)負(fù)載的效應(yīng)。這些集成芯片的使用為接口電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大方便。接口電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)巨大方便。近年來(lái)，串行通信速度不斷提高，而且連接簡(jiǎn)單、成本低、近年來(lái)，串行通信速度不斷提高，而且連接簡(jiǎn)單、成本低、傳輸距離遠(yuǎn)，目前有的串行接口已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳輸距離遠(yuǎn)，目前有的串行接口已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了GP-IB的通的通信速度。信速度。GP-IB通信受到串行通信的巨大挑戰(zhàn)。通信

40、受到串行通信的巨大挑戰(zhàn)。 8291A具有用硬件具有用硬件實(shí)現(xiàn)除控者之外的其余實(shí)現(xiàn)除控者之外的其余全部全部9種標(biāo)準(zhǔn)接口功能；種標(biāo)準(zhǔn)接口功能；具有自動(dòng)三線掛鉤聯(lián)絡(luò)、具有自動(dòng)三線掛鉤聯(lián)絡(luò)、自動(dòng)管理接口尋址等能自動(dòng)管理接口尋址等能力，大大簡(jiǎn)化了接口管力，大大簡(jiǎn)化了接口管理軟件的設(shè)計(jì)。理軟件的設(shè)計(jì)。 由由8 8個(gè)個(gè)8 8位寫(xiě)寄存器和位寫(xiě)寄存器和8 8個(gè)個(gè)8 8位讀寄存器組成，這些寄存器相互之間以及與接口位讀寄存器組成，這些寄存器相互之間以及與接口功能和譯碼部件之間通過(guò)內(nèi)部總線進(jìn)行聯(lián)系。功能和譯碼部件之間通過(guò)內(nèi)部總線進(jìn)行聯(lián)系。對(duì)對(duì)8291A8291A的程控就是通過(guò)對(duì)這些寄存器組進(jìn)行讀寫(xiě)操作來(lái)完成的。的程控

41、就是通過(guò)對(duì)這些寄存器組進(jìn)行讀寫(xiě)操作來(lái)完成的。例如，例如，當(dāng)當(dāng)82918291被尋址為講者時(shí)，就先將數(shù)據(jù)送到輸出寄存器，然后。再進(jìn)行掛鉤操作，被尋址為講者時(shí)，就先將數(shù)據(jù)送到輸出寄存器，然后。再進(jìn)行掛鉤操作，把數(shù)據(jù)送到接口母線上，以便控者進(jìn)行讀取。把數(shù)據(jù)送到接口母線上，以便控者進(jìn)行讀取。 一、一、 8291A8291A接口芯片接口芯片面向微處理器總線的信號(hào)端：面向微處理器總線的信號(hào)端：D D0 0D D7 7：雙向數(shù)據(jù)總線，：雙向數(shù)據(jù)總線，RSRS0 0RSRS2 2：片內(nèi)：片內(nèi)寄存器的選擇碼輸入端，寄存器的選擇碼輸入端，CSCS：片選輸入端，：片選輸入端，RDRD，WR WR ：讀、寫(xiě)選通輸入端

42、，：讀、寫(xiě)選通輸入端，INTINT：中斷請(qǐng)：中斷請(qǐng)求輸出端，求輸出端，TRIGTRIG： 觸發(fā)輸出端，觸發(fā)輸出端，CLOCKCLOCK： 時(shí)鐘信號(hào)輸入端，時(shí)鐘信號(hào)輸入端，RESETRESET： 復(fù)位信號(hào)輸入端，復(fù)位信號(hào)輸入端，DREQDREQ，DACK DACK ：DMADMA操作請(qǐng)求輸出端、響應(yīng)信操作請(qǐng)求輸出端、響應(yīng)信號(hào)輸入端等號(hào)輸入端等. .面向面向GPIB標(biāo)準(zhǔn)接口總線的信號(hào)端：標(biāo)準(zhǔn)接口總線的信號(hào)端：DIO1 DIO1 DIO8 DIO8 ：8 8位標(biāo)準(zhǔn)接口數(shù)據(jù)總線輸入位標(biāo)準(zhǔn)接口數(shù)據(jù)總線輸入輸出端，輸出端，DAV DAV ，NRFD NRFD ，NDAC NDAC ：掛鉤控制：掛鉤控制總線

43、信號(hào)的輸入輸出端，總線信號(hào)的輸入輸出端，ATNATN，IFCIFC，RENREN，SRQSRQ，EOIEOI： 為控制管理總線的輸入輸出為控制管理總線的輸入輸出端以及雙向端口。端以及雙向端口。上述信號(hào)端借助于收發(fā)器，便能與標(biāo)準(zhǔn)接上述信號(hào)端借助于收發(fā)器，便能與標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)有效地交換信息?？谙到y(tǒng)有效地交換信息。82928292接口芯片僅有控者功能，并且它必接口芯片僅有控者功能，并且它必須與須與82918291聯(lián)合使用。當(dāng)兩者一起使用時(shí)，聯(lián)合使用。當(dāng)兩者一起使用時(shí)，可以組合成具有全部十種接口功能的標(biāo)準(zhǔn)可以組合成具有全部十種接口功能的標(biāo)準(zhǔn)接口電路。接口電路。82928292實(shí)質(zhì)上是一片實(shí)質(zhì)上是一片80

44、418041單片機(jī)，單片機(jī)，片內(nèi)片內(nèi)ROMROM固化了一段專門(mén)的程序，使內(nèi)部固化了一段專門(mén)的程序，使內(nèi)部RAMRAM作為專用寄存器組使用，作為專用寄存器組使用，I IO O端口用來(lái)端口用來(lái)提供總線的各種控制信號(hào)及輔助信號(hào)，以提供總線的各種控制信號(hào)及輔助信號(hào)，以便與便與8291A8291A有機(jī)地溝通起來(lái)，完成控者的功有機(jī)地溝通起來(lái)，完成控者的功能。能。 82928292：4040腳雙列直插封裝，引腳安排如圖腳雙列直插封裝，引腳安排如圖與微處理器相接的信號(hào)端主要有：與微處理器相接的信號(hào)端主要有：D0D0D7D7，CSCS，RD RD ，WRWR，RESETRESET， A0A0等等與與GPGPIB

45、IB總線相接的信號(hào)端有：總線相接的信號(hào)端有：DAVDAV（雙向（雙向握手信號(hào)，握手信號(hào)，IFCIFC（接口清除信號(hào)輸出端），（接口清除信號(hào)輸出端），TCITCI，SPISPI，OBFIOBFI， IBFIIBFI， SRQSRQ，SRQSRQ等等為保證接入系統(tǒng)中每個(gè)儀器的接口為保證接入系統(tǒng)中每個(gè)儀器的接口對(duì)總線所具有的驅(qū)動(dòng)能力都能符合特定對(duì)總線所具有的驅(qū)動(dòng)能力都能符合特定的要求，接口芯片必須經(jīng)總線收發(fā)器的要求，接口芯片必須經(jīng)總線收發(fā)器。82938293總線收發(fā)器是專門(mén)為配合總線收發(fā)器是專門(mén)為配合8291A8291A，82928292接口芯片而設(shè)計(jì)的。接口芯片而設(shè)計(jì)的。 三、三、 8293總線收

46、發(fā)器總線收發(fā)器 82938293內(nèi)部包括內(nèi)部包括9 9路收發(fā)通道和適路收發(fā)通道和適應(yīng)不同工作模式的附加電路，應(yīng)不同工作模式的附加電路， 每路的每路的收發(fā)方向可由收發(fā)方向可由T TR R來(lái)控制。接收時(shí)采來(lái)控制。接收時(shí)采用施密特電路以增強(qiáng)抗干擾能力，發(fā)送用施密特電路以增強(qiáng)抗干擾能力，發(fā)送時(shí)選用時(shí)選用OCOC方式或三態(tài)方式。方式或三態(tài)方式。82938293可預(yù)置可預(yù)置成四種模式之一。成四種模式之一。8293的工作模式的工作模式 用用OPTA,OPTB這兩個(gè)腳的邏輯電平的組合，設(shè)置這兩個(gè)腳的邏輯電平的組合，設(shè)置8293的工作模式，選擇方式如下表：的工作模式，選擇方式如下表：OPTBOPTA模模 式式0

47、0模式模式0，講者，講者/聽(tīng)者接口控制線聽(tīng)者接口控制線01模式模式1，講者，講者/聽(tīng)者接口數(shù)據(jù)線聽(tīng)者接口數(shù)據(jù)線10模式模式2，講者，講者/聽(tīng)者聽(tīng)者/控者接口控制線控者接口控制線11模式模式3，講者，講者/聽(tīng)者聽(tīng)者/控者接口數(shù)據(jù)線控者接口數(shù)據(jù)線講者講者/聽(tīng)者接口框圖聽(tīng)者接口框圖 OPTA OPTB OPTA OPTB 8293 8293 MODE0 MODE1 Vcc 18 12 9 9 7 GPIB 總線 8291 19 到 微 處 理 器 DIO1 DIO8 DAV EOI ATN NDAC NRFD SRQ REN IFC 講者講者/聽(tīng)者聽(tīng)者/控者接口框圖控者接口框圖 OPTA OPTB

48、OPTA OPTB Vcc Vcc 12 6 1 11 8291 8292 8293 8293 MODE3 MODE2 9 7 19 16 到 微 處 理 器 GPIB總線 /EOI /ATN T/R1 T/R2 /NDAC /NRFD /SRQ /REN /IFC EOI ATN NDAC NRFD SRQ REN IFC OPTA OPTB RS0 RS2 /CS /RD /WR INT CLK RSET DREQ /DACK TRIG D0 D7 /DIO1 /DIO8 /DAV T/R1 /ATN /EOI T/R2 /NDAC /NRFD /SRQ /REN /IFC /DIO1 /

49、DIO8 /DAV T/R1 /ATN /EOI DAV OPTA OPTB DIO1 DIO8 Vcc GND GND GND 21 22 19 15 13 12 27 26 19 15 18 17 16 13 12 27 26 25 23 10 5 24 1 4 3 3 4 1 2 10 9 8 6 5 28 35 36 1 26 39 2 38 37 27 25 24 12 19 21 22 23 8 9 10 11 3 4 6 7 5 8291 8293 8293 GPIB 到 微 處 理 器 圖為一個(gè)用于數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)的測(cè)試圖為一個(gè)用于數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)框圖。系

50、統(tǒng)的測(cè)試任務(wù)是測(cè)試火箭上若干部位上的壓力。數(shù)百個(gè)壓力傳感器安置任務(wù)是測(cè)試火箭上若干部位上的壓力。數(shù)百個(gè)壓力傳感器安置在被測(cè)火箭的各測(cè)試點(diǎn)上。在被測(cè)火箭的各測(cè)試點(diǎn)上。過(guò)程：在計(jì)算機(jī)的控制下，掃描器過(guò)程：在計(jì)算機(jī)的控制下，掃描器將順序采集到的傳感器輸出信號(hào)送往電橋，電橋?qū)⑤敵龅哪M將順序采集到的傳感器輸出信號(hào)送往電橋，電橋?qū)⑤敵龅哪M量送給數(shù)字電壓表去測(cè)量，數(shù)字電壓表又將輸出的數(shù)字量送給量送給數(shù)字電壓表去測(cè)量，數(shù)字電壓表又將輸出的數(shù)字量送給計(jì)算機(jī)處理，最后由打印機(jī)將處理后的結(jié)果打印出來(lái)。計(jì)算機(jī)處理，最后由打印機(jī)將處理后的結(jié)果打印出來(lái)。 l串行通信串行通信 通信雙方的數(shù)據(jù)沿一根或兩根線實(shí)現(xiàn)二進(jìn)通信雙

51、方的數(shù)據(jù)沿一根或兩根線實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制序列的傳輸。制序列的傳輸。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回5.2 串行通信接口串行通信接口 在串行通信中，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位，在串行通信中，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位，用一條信號(hào)線將多個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位按一定的順序用一條信號(hào)線將多個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位按一定的順序逐位由發(fā)送端傳到接收端，連線數(shù)量少，成本低，逐位由發(fā)送端傳到接收端，連線數(shù)量少，成本低，而且只要增加調(diào)制解調(diào)器而且只要增加調(diào)制解調(diào)器(MODEM)，利用現(xiàn)有，利用現(xiàn)有的通信信道（如電話線）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。的通信信道（如電話線）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 串行通信中，數(shù)據(jù)和聯(lián)絡(luò)信號(hào)使用同一根信號(hào)串行通信中，數(shù)據(jù)和

52、聯(lián)絡(luò)信號(hào)使用同一根信號(hào)線傳送，為了可靠傳送數(shù)據(jù)，收發(fā)雙方必須事先約線傳送，為了可靠傳送數(shù)據(jù)，收發(fā)雙方必須事先約定發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的速率、傳輸數(shù)據(jù)的格式、收發(fā)定發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的速率、傳輸數(shù)據(jù)的格式、收發(fā)出錯(cuò)時(shí)的處理方式等。出錯(cuò)時(shí)的處理方式等。 根據(jù)數(shù)據(jù)的傳送方向和發(fā)送根據(jù)數(shù)據(jù)的傳送方向和發(fā)送/接收是否能同時(shí)進(jìn)接收是否能同時(shí)進(jìn)行，將數(shù)據(jù)的傳送方式分為行，將數(shù)據(jù)的傳送方式分為單工方式、半雙工方式單工方式、半雙工方式和全雙工方式。和全雙工方式。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回1）單工方式（）單工方式（Simplex） 通信雙方一方固定為發(fā)送方、另一方固定為接通信雙方一方固定為發(fā)送方、另一方固定為接收方，數(shù)據(jù)只能由發(fā)送

53、方傳送到接收方。如圖收方，數(shù)據(jù)只能由發(fā)送方傳送到接收方。如圖（a）所示，只能由）所示，只能由A端發(fā)送到端發(fā)送到B端。端。2）半雙工方式（）半雙工方式（Half-Duplex） 通信雙方都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力，發(fā)送或通信雙方都具有發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的能力，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)分時(shí)使用同一條傳輸線，發(fā)送和接收不接收數(shù)據(jù)分時(shí)使用同一條傳輸線，發(fā)送和接收不能在同一個(gè)時(shí)刻進(jìn)行。能在同一個(gè)時(shí)刻進(jìn)行。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回3）全雙工方式（）全雙工方式（Full-Duplex） 通信雙方收發(fā)使用不同的傳輸線，在同一時(shí)刻，通信雙方收發(fā)使用不同的傳輸線，在同一時(shí)刻，收發(fā)雙方既可發(fā)送又可接收。如圖（收發(fā)雙方既可發(fā)送又可接收。

54、如圖（c）所示，）所示，A（或（或B）可同時(shí)發(fā)送和接收。）可同時(shí)發(fā)送和接收。如圖（如圖（b）所示，）所示，A端和端和B端共用一條傳輸線，在端共用一條傳輸線，在某一時(shí)刻，數(shù)據(jù)只能由某一時(shí)刻，數(shù)據(jù)只能由A傳送到傳送到B或由或由B傳送到傳送到A，但但A（或（或B）在一個(gè)時(shí)刻不能既發(fā)送又接收。）在一個(gè)時(shí)刻不能既發(fā)送又接收。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回串行通信傳輸方式串行通信傳輸方式下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 根據(jù)同步方式（時(shí)鐘控制方式）的不同，串行數(shù)根據(jù)同步方式（時(shí)鐘控制方式）的不同，串行數(shù)據(jù)通信分為據(jù)通信分為同步串行通信同步串行通信和和異步串行通信異步串行通信兩種方兩種方式。式。1）同步串行通信）同步串行通信（Syn

55、chronous Data Communication） 串行數(shù)據(jù)在發(fā)送端和接收端使用同步時(shí)鐘，使發(fā)串行數(shù)據(jù)在發(fā)送端和接收端使用同步時(shí)鐘，使發(fā)送和接收保持同步。送和接收保持同步。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 如圖所示，收、發(fā)設(shè)備使用公共時(shí)鐘，不可有誤如圖所示，收、發(fā)設(shè)備使用公共時(shí)鐘，不可有誤差。差。 通常在近距離（幾百米至幾千米）傳輸時(shí)，可在通常在近距離（幾百米至幾千米）傳輸時(shí)，可在傳輸線中增加一根時(shí)鐘信號(hào)線，用同一時(shí)鐘發(fā)生傳輸線中增加一根時(shí)鐘信號(hào)線，用同一時(shí)鐘發(fā)生器驅(qū)動(dòng)收發(fā)設(shè)備；器驅(qū)動(dòng)收發(fā)設(shè)備； 傳輸距離更遠(yuǎn)時(shí)，時(shí)鐘信息包含在信息塊中，通傳輸距離更遠(yuǎn)時(shí)，時(shí)鐘信息包含在信息塊中，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器從數(shù)據(jù)流

56、中提取同步信號(hào)，用鎖相過(guò)調(diào)制解調(diào)器從數(shù)據(jù)流中提取同步信號(hào)，用鎖相技術(shù)得到與發(fā)送時(shí)鐘頻率相同的接收時(shí)鐘信號(hào)。技術(shù)得到與發(fā)送時(shí)鐘頻率相同的接收時(shí)鐘信號(hào)。下 頁(yè)上 頁(yè)返 回同步通信方式同步通信方式下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 同步通信將數(shù)據(jù)順序連接起來(lái)，控制信息也以字同步通信將數(shù)據(jù)順序連接起來(lái)，控制信息也以字符形式表示，以符形式表示，以數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊為傳送單位。為傳送單位。 數(shù)據(jù)塊開(kāi)始有一個(gè)或兩個(gè)同步字符（數(shù)據(jù)塊開(kāi)始有一個(gè)或兩個(gè)同步字符（SYN），如），如圖所示，中間是需要傳送的數(shù)據(jù)，最后為一個(gè)或圖所示，中間是需要傳送的數(shù)據(jù)，最后為一個(gè)或兩個(gè)校驗(yàn)字符。接收方接收到數(shù)據(jù)后用校驗(yàn)字符兩個(gè)校驗(yàn)字符。接收方接收到數(shù)據(jù)后

57、用校驗(yàn)字符對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以判斷傳輸是否正確對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以判斷傳輸是否正確。 這樣構(gòu)成的一組數(shù)據(jù)塊稱為一幀信息，一幀信息這樣構(gòu)成的一組數(shù)據(jù)塊稱為一幀信息，一幀信息的字符個(gè)數(shù)可包含成百上千個(gè)字符，具體可由用的字符個(gè)數(shù)可包含成百上千個(gè)字符，具體可由用戶設(shè)置。戶設(shè)置。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 同步通信數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間不需要插入同步字符，同步通信數(shù)據(jù)塊內(nèi)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間不需要插入同步字符，沒(méi)有間隙，因而傳輸速度較快，但要求有準(zhǔn)確的時(shí)鐘來(lái)沒(méi)有間隙，因而傳輸速度較快，但要求有準(zhǔn)確的時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的嚴(yán)格同步，對(duì)硬件要求較高，適用于傳實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的嚴(yán)格同步，對(duì)硬件要求較高，適用于傳送成

58、批數(shù)據(jù)。一般用于高速通信方式。在低速通信時(shí)采送成批數(shù)據(jù)。一般用于高速通信方式。在低速通信時(shí)采用異步方式。用異步方式。同步通信數(shù)據(jù)傳輸格式同步通信數(shù)據(jù)傳輸格式優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：下 頁(yè)上 頁(yè)返 回2）異步串行通信）異步串行通信 （Asynchronous Data Communication） 收發(fā)雙方使用獨(dú)立的時(shí)鐘，如圖所示，在信息傳收發(fā)雙方使用獨(dú)立的時(shí)鐘，如圖所示，在信息傳輸過(guò)程中不必與數(shù)據(jù)一起發(fā)送同步脈沖。輸過(guò)程中不必與數(shù)據(jù)一起發(fā)送同步脈沖。 異步串行通信方式異步串行通信方式下 頁(yè)上 頁(yè)返 回異步通信數(shù)據(jù)傳輸格式異步通信數(shù)據(jù)傳輸格式 通信雙方以字符為通信單位，每個(gè)字符由通信雙方以字符為通信單位

59、，每個(gè)字符由1個(gè)起始位（約個(gè)起始位（約定為邏輯定為邏輯0電平）、電平）、58個(gè)數(shù)據(jù)位（先傳送低位后傳送高個(gè)數(shù)據(jù)位（先傳送低位后傳送高位）、位）、1個(gè)校驗(yàn)位（用于校驗(yàn)傳送的數(shù)據(jù)是否正確）、個(gè)校驗(yàn)位（用于校驗(yàn)傳送的數(shù)據(jù)是否正確）、1位（位（1.5位或位或2位）停止位（邏輯位）停止位（邏輯1電平）組成，如圖所示。電平）組成，如圖所示。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 因此，一個(gè)字符可由因此，一個(gè)字符可由10位、位、10.5位或位或11位組成，位組成，這樣的一組字符稱為一幀，字符一幀一幀的傳送。這樣的一組字符稱為一幀，字符一幀一幀的傳送。 每幀數(shù)據(jù)的傳送依靠起始位來(lái)同步，發(fā)送方發(fā)送每幀數(shù)據(jù)的傳送依靠起始位來(lái)同步，

60、發(fā)送方發(fā)送完一個(gè)字符的停止位后，可立即發(fā)送下一個(gè)字符完一個(gè)字符的停止位后，可立即發(fā)送下一個(gè)字符的起始位，繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)字符；也可發(fā)送空閑的起始位，繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)字符；也可發(fā)送空閑位（邏輯位（邏輯1電平），表示不發(fā)送數(shù)據(jù)，通信雙方電平），表示不發(fā)送數(shù)據(jù)，通信雙方不進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。不進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 下 頁(yè)上 頁(yè)返 回 當(dāng)需要發(fā)送字符時(shí)，再用起始位進(jìn)行同步。通信當(dāng)需要發(fā)送字符時(shí)，再用起始位進(jìn)行同步。通信中，為保證傳輸正確，線路上傳輸?shù)乃形恍盘?hào)中，為保證傳輸正確，線路上傳輸?shù)乃形恍盘?hào)都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，收發(fā)雙方必須保持都保持一致的信號(hào)持續(xù)時(shí)間，收發(fā)雙方必須保持相同的傳輸速率。串行通信方式對(duì)硬件