1、GPIB总线及仪器控制技术,GENERAL PURPOSE INTERFACE BUS,通用接口总线，是计算机和仪器间的标准通讯协议,仪器的发展历史,VXI Chassis,DAQ Boards with RTSI,Fully Programmable System,GUI,IEEE 488 Rack and Stack System,Analog Instrumentation,Virtual Instrumentation,GPIB Introduction,从 1975年就成为编程的标准 8位的并行协议 传输率低于1 Mbytes/s 标准电缆 最多控制14台仪器 有大量支持其标准的仪器
2、 传输距离20m，加驱动可达500m,关于GPIB,GPIB是通过接口系统发送出设备相关的信息和接口信息来和其它GPIB设备进行通讯的。GPIB设备可能是讲话者、听者或者是控制器, 讲话者总是向一个或者多个听者发送数据信息, 听者接收这个数据, 控制器在GPIB上通过向所有设备发送指令管理着这个信息。一个数字万用表, 既是一个讲话者又是一个听者。GPIB有点像普通的计算机总线, 不同的是计算机的电路板都是通过主板内连的, 而GPIB却有一个独立的设备, 是通过标准电缆内连的。,GPIB控制的领先者,IEEE 488 厂商,Score,Hewlett-Packard,Company A,Comp
3、any C,Company B,National Instruments,0,50,100,150,200,250,300,350,400,450,Example of GPIB System,GPIB signals & lines,电气物理特性,设备一般都是用24芯电缆连在一起的, 一端是插头形式, 一端是插座形式, 可以用线性连接方式、星形连接方式或两者组合的连接方式。,数据线,8根数据线, DI01到DI08既送数据又送指令, 用ATTENTION(ATN)线的状态来确定是数据信息还是指令信息所有指令和绝大多数数据都使用7位ASCII或ISO码集,第8位的DI08, 要么不使用, 要么
4、做奇偶校验用。,握手线,异步控制着设备之间的信息字节的传输, 3线内锁握手, 它可以保证数据线发送和接受的信息字节不会出现传输错误。NRFD(数据未准备好)-指出一个设备已经准备就绪来接收一个字节或还没有准备就绪, 这根线在接收指令时是被所有的设备驱动的, 在接收数据信息时是被所有听者驱动的,当使能HS488协议时,是被所有讲话者驱动的。NDAC(未接收到数据)-指出一个设备已经接收到了一个信息字节或还没有接收到, 这根线在接收指令时是被所有的设备驱动的, 在接收数据信息时是被所有听者驱动的。DAV(有数据)-当数据线上的信号稳定时, 告诉设备可以安全的接收了。当控制器发送指令时它就驱动DAV
5、, 当讲话者发送数据信息时, 讲话者驱动DAV。,接口管理线,共有5根线管理着接口的信息流:ATN(注意)-当控制器要用数据线发送指令时, 它驱动ATN为真, 当一个讲话者可以发送数据信息时, 控制器驱动ATN为伪。IFC(清接口)-系统控制器驱动IFC线对总线进行初始化并成为责任控制器。REN(远控使能)-系统控制器驱动REN线可以使设备成为远程模式或本地模式。SRQ(服务请求)-任何设备都可以驱动SQR线, 异步向控制器请求服务。EOI(结束或确认)-EOI线有两个作用,讲话者用EOI线来标注一个信息串的结束, 控制器使用EOI线来告诉设备在一个并行协商区内确认它们的响应。,连接方式,线型
6、连接,星型连接,IEEE488.2 & SCPI,IEEE 488.1清楚的定义了机械、电气和硬件协议特征, 首次使不同制造商的仪器用标准电缆内连在一起 IEEE488.2IEEE488.2扩大和增进了IEEE488.1, 它标准化了数据格式、状态报告、纠错、控制器功能和共通指令。精确的定义了控制器和仪器之间应如何进行通讯。 IEEE488.2系统更适配和更可依赖. SCPI(可编程仪器标准指令 )建立在IEEE488.2标准之上, 定义了设备特征指令, 标准化了可编程仪器。SCPI系统编程更容易, 维护更容易。在大多数情况下, 可以内换或升级仪器而不必去改变测试程序。,NI-488.2 总线
7、接口软件,Interactive Control Program,IEEE 488.2 Devices,GPIB 接口,高速设备驱动程序 IEEE 488.2 子程序 NI-488 函数 调试和开发工具 动态和交互设置 SRQ 处理,IEEE 488.1 Devices,Configuration Program,Interactive Control Program,Function Library,NI-488.2,GPIB 实例,NI GPIB Interfaces Device Manager,Windows System Registry,LabVIEW GPIB Library V
8、Is,可以使用LabVIEW GPIB Library 提供的Vis 修改设置 GPIB仪器的 参数,仪器的驱动程序,1000多种仪器的驱动程序 60多个厂商的产品 提供源程序 减少开发时间,操作接口,I/O 接口,Instrument Driver,功能接口,编程接口,利用LabVIEW进行频率响应的自动测量,滤波器的频率特性测量,db = 20 log10 Vo/Vi,Fi=Fl*(Fh/Fl)(i/(N-1),函数发生器,DMM,仪器的图形用户界面设计,Labview中的GPIB子VI GPIB子模板GPIB子模板的调用路径是FunctionsInstrument I/OGPIB，如图,
9、GPIB子VI应用举例 【例1】GPIB Write子VI调用。对指定的GPIB设备进行写操作，需要调用GPIB Write子VI，如图所示。,在上面的程序中，GPIB Write子VI把“MEAS:VOLT:AC?”命令字符串（测量交流电压的程控仪器标准命令，SCPI）写入地址 = 2的GPIB设备中，其他参数采用默认值mode=0，timeout ms=25000。,【例2】 GPIB Read子VI调用。对指定的GPIB设备进行读操作，需要调用GPIB Read子VI，如图所示。,在上面的程序中，GPIB Read子VI从地址 = 2的GPIB设备中读取20个字节的数据，其他参数采用默认值mode=0，timeout ms=25000。本例中，如果读够了20个字节，或检测到EOI，或者超出25000ms时间，读取过程将结束。,
