GPIB主控机
半导体特性分析实验
半导体特性分析实验（PN结I-V特性测试）在微电子和固态电子学领域，半导体PN结几乎是构成一切有源器件以及像二极管一些无源器件的最基本单元。
本实验的目的是了解PN结的基本I-V特性，包括有非线性、整流性质，学习曲线拟合方法，求出波尔兹曼常数。
一、实验目的了解PN结的基本特性，掌握PN结的伏安特性，学习曲线拟合方法，求出波尔兹曼常数。
二、实验内容测试未封装PN结的I-V特性曲线，进行曲线拟合，求出波尔兹曼常数。
三、仪器设备4200-SCS半导体特性测试系统，二极管，探针台四、实验原理1、PN结的伏安特性在半导体材料中，P型区域与N型区域的交界处附近会形成一个特殊的区域，这个区域叫PN结。
PN结是半导体器件的核心，检测半导体器件实际上就是通过外部引脚测量内部PN结。
PN结具有三个重要参数：单向导电；正向导通压降；反向击穿电压，它们是判断PN结好坏、识别无标识的半导体器件类型和各引脚电极的主要依据。
二极管就是一个单独封装的PN结。
在未封装前检测PN结，进行实时监控，可以更及时迅速发现质量问题，减少浪费。
单向导电：当给PN结施加正向电压时，即正极（连接到P区）接正、负极接负（联结到N区）接负。
PN结呈现为导通状态，有正向电流流过，并且该电流将随着正向电压的增加，急剧增大。
当给PN结施加相反的电压时，二极管呈现为截止状态，只有少量的穿透电流I BO（µA级以下）流过。
正向导通压降：PN结上加上正向电压导通后，会保持一个相对固定的端电压VF，VF称为“正向导通压降”，其数值依选用的半导体基材不同而有别，锗半导体约为0.3V；硅半导体约为0.7V。
反向击穿电压：当给PN 结施加的反向电压值达到其所能承受的极限值（反向击穿电压VZ ，大小因不同的PN 结有别）时，二极管呈现为导通状态，且在允许的反向电流范围内，其端电压会基本保持为VZ ，即PN 结反向击穿后具有“稳压特性”。
这些参数都可以在伏安特性曲线也就是PN 结的I-V 特性曲线上可以得到。
基于NAT9914的GPIB网络设计
基于NAT9914的GPIB网络设计作者：王华金覃远年来源：《中国新通信》2012年第17期GPIB（General－Purpose Interface Bus）是一种面向程控仪器的通用接口总线,由国际电子电气工程师协会制定，又称IEEE488总线。
GPIB数据传输稳定可靠，能够实现有效跟踪，在计算机和仪器设备之间通信应用非常广泛。
NAT9914是NI公司推出的GPIB接口芯片,兼容TMS9914和uPD7210，能够自动处理IEEE488命令和未定义命令,满足IEEE488.2的附加要求和协议。
本文利用NAT9914设计了GPIB接口卡，并组成主从结构的通信网络系统。
1NAT9914介绍NAT9914共有25个寄存器,其中19个工作寄存器在使用时必须配置。
微控制器通过地址选择端RS0, RS1, RS2和读写端DBIN、/WE来选择这些寄存器,进行读写操作。
工作寄存器包括8个只读寄存器和11个只写寄存器；只读寄存器用来保存接收信息和NAT9914接口功能所在的状态；只写寄存器用来控制NAT9914的工作方式和发送信息。
每种寄存器都有各自不同的功能,NAT9914的接口功能正是通过微控制器对这些寄存器的读/写操作来实现的。
2硬件电路设计NAT9914的硬件电路图如图1所示。
图中NAT9914的D7是内部数据总线的最低有效位,与MCU相连时, D7～D0与P0.0～P0.7对应相连。
MCU的WR直接与NAT9914的WR相连,而RD则经反相后与NAT9914的DBIN相连。
采用中断方式对NAT9914进行管理；通过7404构成5MHz时钟振荡电路作为NAT9914的CLK。
3软件设计软件程序配合硬件电路实现GPIB的接口功能。
GPIB接口软件的设计是基于三线握手的方式而进行的,主要完成以下几方面的功能：（1）完成对接口的初始化。
在程控仪器与计算机之间进行信息传递之前,必须正确进行GPIB接口板的初始化。
《现代测试技术》课程教学大纲
《现代测试技术》课程教学大纲编号：B002D150英文名称：Technology of Modern Measurement适用专业：电子信息工程责任教学单位：电子工程系电子信息工程教研室总学时：32（其中实验学时：8）学分：2.0考核形式：考试课程类别：专业课修读方式：必修教学目的：通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生掌握现代测试技术的工作原理及特点，掌握当前数字化、网络化的测试技术，了解现代测试技术过程中GPIB、VXI等程控仪器的数字接口，以及PXI等自动检测相关技术，培养学生开发、应用现代测试系统的能力。
本科课程的主要教学方法：以讲授、讨论为主，实践教学为辅。
本课程与其他课程的联系与分工：本课程以电子测量、检测技术、智能仪器设计等课程为基础。
讲授过程中需结合控制接口技术、数字通信技术、智能仪器、网络测试技术等内容，综合地进行分析，采用讲授与实践相结合的方法锻炼学生分析和解决问题的能力，以及掌握应用智能仪器进行信号检测及分析的能力。
主要教学内容及要求：第一部分现代测试技术概述教学重点：掌握现代自动测试系统的体系结构。
教学难点：程控设备互联协议。
教学要点及要求：了解自动测试系统的应用和意义。
掌握现代自动测试系统的体系结构。
了解程控设备互联协议。
掌握现代自动测试系统的分类。
了解网络化测试系统技术。
了解自动测试软件平台技术。
第二部分总线接口技术教学重点：GPIB总线结构及接口设计。
VXI总线组成及通信协议。
PXI总线规范及系统结构。
教学难点：VXI总线通信协议。
教学要点及要求：了解GPIB数字接口的发展及基本特性。
掌握GPIB器件模型，掌握数字总线结构，理解接口功能及其赋予器件的能力。
理解GPIB专用LSI接口芯片实现接口功能。
了解VXI模块与主机箱，掌握VXI总线信号，掌握VXI器件。
掌握VXI系统的通信协议。
理解VXI高速数据总线（FDC），理解VXI模块接口设计技术。
掌握PXI总线的特点和总线规范。
基于PXI及GPIB总线的自动测试系统设计
Ａ Ｅ主要提 供各 被测 件所需 的硬 件测试 资源 和 系 Ｔ
统 自身运 行 所 需 的 硬 件 资 源 。按 目前 的 测 控 技 术 环 境 ， 试 系统设 计者 选 择 基 于 Ｖ ＩＰ Ｉ 标 准 总线 技 测 Ｘ 、Ｘ 等
术 的货架 产 品是构建 Ａ Ｅ高 效 、 Ｔ 快捷 的最 优途 径 。 由 于各 公 司 货 架 产 品性 能 参 数 的 局 限 性 ， Ａ Ｅ采 用 本 Ｔ Ｐ Ｉ ＰＢ总 线 的混 合 结 构 ， Ｐ Ｉ总线 测 试 系 统 、 Ｘ ＋Ｇ Ｉ 由 Ｘ Ｇ｜ ＰＢ总线 程控 交直 流 电源 和万 用表组 成 。
自动测试 系 统 硬 件 由 自动 测 试 设 备 Ａ Ｅ和接 口 Ｔ 适 配器 Ｔ Ａ组 成 。其原 理组成 框 图如 图 ２所示 。 Ｕ
示渡器Ｉ ｌ 万用表 ｌ ｌ 电源 程控
一 一
Ｉ
】一 一一
备 普遍采 用 了 虚 拟仪 器 技 术 ， 于 Ｖ ＩＰ ＩＧ Ｉ 基 Ｘ 、Ｘ 、 ＰＢ等
为手 动测试设 计 的专 用 测 试设 备 ， 展 为针 对 整个 系 发
统 自动测试 而开发 的通用 自动测试设 备 。组建 通 用 自
动测试 系统 （ Ｔ ） Ａ Ｓ 的基 本 要 求 和 目标 是 ： 低测 试 成 降
本； 减少测 试技 术风 险 ； 短测试 系统 的开 发周 期 。要 缩 达 到 以上 要求 ， 硬件设 计必 须采 用先 进 、 成熟 的工业 标 准； 软件设 计也 应遵 循相应 的技 术规 范 ， 量采 用成 熟 尽 的商业应 用软 件平 台 ， 使测 试在 标准 化 、 通用 的测试 平 台上运行 ｌ 。 １ Ｊ 根据 当前 测控 技 术 的发 展 ， 电子 系 统 自动测 试 设
gpib原理
gpib原理GPIB原理GPIB（General Purpose Interface Bus）是一种通用的接口总线标准，广泛应用于科学仪器、测试设备和工业自动化等领域。
本文将介绍GPIB的原理及其应用。
一、GPIB的基本原理GPIB接口采用并行传输方式，由一个主控设备（通常是计算机）和多个从控设备组成。
主控设备通过GPIB控制器与从控设备进行通信。
GPIB总线上的每个设备都有一个唯一的地址，主控设备通过发送命令和查询来控制每个设备的操作。
GPIB总线使用了差分信号传输方式，可以在比较长的距离上传输数据，同时能有效地抵抗噪声干扰。
它采用了令牌传递的控制方式，只有获得令牌的设备才能发送数据，从而确保通信的顺序性和可靠性。
二、GPIB的通信协议GPIB的通信协议是基于SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments）命令集的。
SCPI是一种通用的仪器控制语言，可以实现设备之间的互操作性。
在GPIB通信中，主控设备通过发送命令和查询来控制从控设备的操作。
命令可以是设定参数、启动测量等操作，而查询则是获取设备状态、读取测量结果等操作。
从控设备接收到命令后，执行相应的操作并将结果返回给主控设备。
SCPI命令由一系列的关键字和参数组成，通过一定的语法规则进行解析和执行。
主控设备需要了解每个设备支持的命令和参数，才能正确地与设备进行通信。
三、GPIB的应用领域GPIB接口在科学仪器、测试设备和工业自动化等领域有着广泛的应用。
在科学仪器领域，GPIB接口常用于控制实验室中的各种仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等。
通过GPIB接口，可以实现对仪器的远程控制和数据采集，提高实验效率。
在测试设备领域，GPIB接口广泛应用于自动测试系统（ATE）。
自动测试系统通常由多个测试设备组成，通过GPIB接口与主控计算机连接。
主控计算机可以发送测试任务到各个测试设备，并读取测试结果，实现高效的自动化测试。
一种基于PXI／GPIB混合总线的无人机自动检测系统
码， 存放在数据库 中。管理软件对检测数据进行处理 、 存 储、 显示 ， 为故 障诊 断提供 支持。这 样 ， 系统 就集 成 了 ＧＩ ＰＢ台式仪器高精度的优点和 Ｐ Ｉ Ｘ 模块仪 器速度高 、 发
展趋 势 好 的优点 。航分 系 导 统 、 据链分 系统 和 电气 分 系统 的工 作 状 态 对 于 无人 机 数 能否顺 利 完成 飞行任 务意 义重 大 ， 以 ， 术人 员通 常 把 所 技 这些 分 系统 作 为综合 检测 的主要 内容 。主要 的测 试需 求
当前 流 行 的 仪 器 控 制 总 线 主 要 有 Ｇ Ｉ Ｖ Ｉ和 ＰＢ、 Ｘ Ｒ Ｉ三种总 线 各有 优 缺 点 。Ｇ Ｉ Ｘ， ＰＢ总线 仪 器 的 体 积 和功
耗较大 ， 数据传输速度不高， 但测试精度较 高 ， 特别是微
波 类 Ｇ Ｉ 器 的电磁 兼 容 性较 好 。Ｖ Ｉ 线 仪 器 的传 ＰＢ仪 Ｘ 总 输 速 度较高 ， Ｘ 卡 式仪 器 的体积 和重量 远小 于 Ｇ Ｉ Ｖ Ｉ ＰＢ仪
无 人机 自动检 测 系统始 终是 无人 机研 究领域 中的一 项重要 内容 。进 入 ２ 世 纪 后 ， 人 机 的功 能 逐渐 增 强 ， １ 无
标 准接 口适 配器 进行 连接 ， 系统 的结 构形 式 为机柜 组装 。 如 图 １ 示 。测 试 软件 通过 Ｐ Ｉ 所 Ｘ 仪器 和 Ｇ Ｉ 器对 无 ＰＢ仪 人机 各分 系统进 行 自动 检 测 ， 测 数 据用 Ａ ｃｓ 统 一 编 检 ｃｅｓ
发射机 功率 Ｐ（ Ｗ ） 发 射机 频率 ， １７—２ ４ Ｈｚ ， ５ ， （． ． Ｇ ）
器， 但在高频和微波段的仪器种类少 ， 精度低 。Ｐ Ｉ Ｘ 总线 仪器 的数据 传 输速 度 很 快 ， 积很 小 ， 量 很 轻 ， 格 较 体 重 价
硬件框架标准讲解
现场各种数据通过PLC 系统进行采集，并通过主干通讯网络——工业以太网传送到中央控制室监控计算机集中监控和管理。
同样，中央控制室监控计算机的控制命令也通过上述通道传送到PLC 的测控终端，实施各单元的分散控制。
(1)生产管理级自动化生产线管理系统和现场监控调度是系统的核心，完成对各条生产线工位的管理和控制，并实现部门级的办公自动化。
通过高分辨率液晶显示器及投影仪可直观地动态显示各生产线工艺流程段的实时工况、各工艺参数的趋势画面，管理人员可及时掌握全厂运行情况。
(2)现场控制级(主\从PLC 站)控制层是实现系统自动控制的关键。
按照自动控制工艺要求，控制层的PLC 通过程序控制各个自动化设备，实现对现场设备运行状态以及参数(如压力、流量、温度、PH 值等)的采集，以及执行管理层的命令。
(3)就地控制级(设备层)各个工位可以通过“本地/远程”旋钮切换至“本地”位置，通过工位的“启动/停止”按钮实现设备的就地启停控制。
自动化生产线管理系统信息查询平台基础信息平台Internet主PLC 设备PLC 设备现场服务器工位1工位n工位1工位n图 生产线拓扑结构图制造单元硬件框架标准生产线的工位可通过柔性组合制造单元，实现产品的生产测试。
制造单元硬件是构成制造单元的物理设备/部件的组合。
制造单元硬件应采用模块化结构，制造单元硬件的组成框图如下图所示。
制造单元硬件组成框图1、主控计算机主控计算机具有人机交互功能，它通过测试控制器实现对测试仪器和开关部件的控制功能，测试控制器可嵌入在主控计算机内，主控计算机要求具有联网功能。
2、程控总线程控总线是实现测试控制器与ATE测试仪器连接与通信的物理手段。
它可以实现数据传输并通过控制指令实现测试仪器的各种功能任务。
优选适用PXI总线或CPCI总线集成ATE。
为连接台式仪表或远程设备，允许采用GPIB、USB、以太网等总线。
3、仪器设备仪器设备是A TE中实际获取或提供所需电气信号的设备，一般与某种仪器总线相连并受其控制。
GPIB接口及应用简介
什么叫GPIB？GPIB简介GPIB(General-Purpose Interface Bus)-通用接口总线大多数打印机就是通过GPIB线以及GPIB接口与电脑相连。
1965年惠普公司设计HP-IB1975年 HP-IB变成IEEE-488标准1987年 IEEE488.2被采纳, IEEE 488-1978变成IEEE488.1-19871990年 SCPI规范被引入IEEE 488仪器1992年修订IEEE 488.21993年 NI公司提出HS4881965年, 惠普公司(Hewlett-Packard)设计了惠普接口总线(HP-IB, 用于连接惠普的计算机和可编程仪器.由于其高转换速率(通常可达1Mbytes/s), 这种接口总线得到普遍认可, 并被接收为IEEE标准488-1975和ANSI/IEEE标准488.1-1987. 后来, GPIB比HP-IB的名称用得更广泛. ANSI /IEEE 488.2 -1987加强了原来的标准, 精确定义了控制器和仪器的通讯方式. 可编程仪器的标准命令(Standard Commands for Programmable Instruments, SCPI)采纳了IEEE488.2定义的命令结构,创建了一整套编程命令.多仪器的星型组合和线型组合我们使用一台计算机，通过GPIB控制卡可以实现和一台或多台仪器的听、讲、控功能，并组成仪器系统，使我们的测试和测量工作变得快捷, 简便, 精确和高效。
通过GPIB电缆的连接，可以方便地实现星型组合、线型组合或者二者的组合。
是一种工程控制用的协议。
最初由HP公司提出，目前成为一种国际标准，遵守的协议为IEEE488。
一般被用来使用任何编程语言如VB、Vc、C++实现电脑对仪器的控制。
当然也有某些仪器制造商自己开发的语言支持GPIB。
如keithley公司使用的testpoint，NI公司的labview等。
GPIB接口及应用简介
什么叫GPIBGPIB简介GPIB(General-Purpose Interface Bus)-通用接口总线大多数打印机就是通过GPIB线以及GPIB接口与电脑相连。
1965年惠普公司设计HP-IB1975年 HP-IB变成IEEE-488标准1987年被采纳, IEEE 488-1978变成1990年 SCPI规范被引入IEEE 488仪器1992年修订IEEE1993年 NI公司提出HS4881965年, 惠普公司(Hewlett-Packard)设计了惠普接口总线(HP-IB, 用于连接惠普的计算机和可编程仪器.由于其高转换速率(通常可达1Mbytes/s), 这种接口总线得到普遍认可, 并被接收为IEEE标准488-1975和ANSI/IEEE标准. 后来, GPIB比HP-IB的名称用得更广泛. ANSI /IEEE -1987加强了原来的标准, 精确定义了控制器和仪器的通讯方式. 可编程仪器的标准命令(Standard Commands for Programmable Instruments, SCPI)采纳了定义的命令结构,创建了一整套编程命令.多仪器的星型组合和线型组合我们使用一台计算机，通过GPIB控制卡可以实现和一台或多台仪器的听、讲、控功能，并组成仪器系统，使我们的测试和测量工作变得快捷, 简便, 精确和高效。
通过GPIB电缆的连接，可以方便地实现星型组合、线型组合或者二者的组合。
是一种工程控制用的协议。
最初由HP公司提出，目前成为一种国际标准，遵守的协议为IEEE488。
一般被用来使用任何编程语言如VB、Vc、C++实现电脑对仪器的控制。
当然也有某些仪器制造商自己开发的语言支持GPIB。
如keithley公司使用的testpoint，NI公司的labview等。
实现这种控制首先要被控仪器支持GPIB，其次，工控机安装IEEE488卡，并通过gpib线连接两个设备。
—GPIB比串口控制提高了传输速率和同时支持的设备总数。
OPVB11 GPIB
ATN*: TRUE False
Commands DATA
6
GPIB基本溝通架構
如何用電腦控制很多台儀器?而且可以讓儀器 間相互溝通? 教室，很多人同時講話 聽到 : 話者宣佈命，聽者準備抄寫 1.確定聽者都拿筆準備好 2.講命 3.每講一確認”寫好的舉手嗎?” 4.確定全部的人都舉手 5.萬一有人出問題 師出面下號
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GPIB基本溝通架構
如何用電腦控制很多台儀器?而且可以讓儀器 間相互溝通? 教室，很多人同時講話 聽到 : 話者宣佈命，聽者準備抄寫 1.確定聽者都拿筆準備好 2.講命 3.每講一確認”寫好的舉手嗎?” 4.確定全部的人都舉手 5.萬一有人出問題 師出面下號
因此，GPIB有3條 Handshaking line “搖(握)手”線 是為多儀器確認資傳送之用 還有八條資線(傳資命用) 此外，還有五條控制介面訊號管的線(多是給系統控制者用) 13
開發HPIB語言 支援NI VB程式庫
需要用到五個檔案(加進) NIGLOBAL.BAS VBIB-32.BAS HJSSUB_V1a.BAS NIPCI488.BAS NIPCI488.FRM (及其相關檔NIPCI488.FRX)
因為VB3.0開發， 表單可能會用到舊的control如DBGRID32有缺 請用上次講的方法設定
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ADDRESS位址
0~31位址可設 通常用1~15(有些卡內定16~31是未接, 要軟體再設定) 可在儀器中設(高級)或在儀器背後設Dip switch(010101…) 可重複 定之後，程式依據該位址呼叫該機 器(有些可以自己命名，配合所附的程式 呼叫，各廠同)
17
1
多场耦合输运测试系统在本科生实践创新能力培养中的应用
S c ie nc e &T e c hno lo g y V is io n 0引言在“新工科”和工程教育专业认证背景下，对工科专业本科生的实践创新能力提出了更高的要求[1]。
传统实践能力的培养通常是通过实验课程来实现的，实验教学对象简单、方案单一，实验结果显而易见，属于验证性实验，学生只是按照操作步骤机械重复，缺少思考问题、探索方法、设计方案的机摘要依托科研实验室设备，指导本科生完成磁电耦合响应复合材料的制备、多场耦合输运测试系统整体框架的搭建、探针台的配置和LabVIEW 图形用户界面的设计等实践过程，实现了复合材料磁电耦合性能的测试和分析。
实践表明，该测试系统的开发和应用培养了学生的科研探索思维，动手动脑能力，从而在实践教学中，提高了本科生创新能力。
关键词创新能力；多场耦合输运测试系统；磁电耦合中图分类号:G 642.0文献标识码:ADOI ：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.14.29多场耦合输运测试系统在本科生实践创新能力培养中的应用章喆基金项目:湖北省财政厅资助项目(098582)。
Abstract Basedonthescientificresearchlaboratoryequipment ,theconstruction and application of multi -field coupled transport test system and its application in materials research were taken as an exampletocarryoutthetrainingandexplorationoftheundergraduates'engineeringpracticalinnovationability.The students were guided to set up the multi -field coupled transport test system ,to design the LabVIEW graphical user interface andalso to design a magnetoelectric coupling composite material.The magnetoelectric coupling properties of the designed material weretestedusing theabovesystem.Basedonthis ,the systemimproves the students'ability ofinnovationandcomprehensivequality.Key wordsInnovation ability ;Multi -field coupling transportation test system ;Magnetoelectric coupling章喆1990—/女/湖北武汉人/硕士/初级实验师/主要研究方向为物理电子学/武汉科技大学信息科学与工程学院(武汉430081)75. All Rights Reserved.202014/308会；并且实验教学内容的设置主要以单科课程为主，缺乏学科、知识的交叉，学生综合应用、融会贯通进行解决问题的能力得不到锻炼；此外，实验教学内容与实际工程问题结合不紧密，学生缺乏把所学知识应用于工程实践的能力，走出校园即感到茫然无所适从。
[信息与通信]GPIB自动测试系统的开发
![[信息与通信]GPIB自动测试系统的开发](https://img.taocdn.com/s3/m/463722c3856a561252d36f3f.png)
(4) int ibcmd(int Bd, void *cmdbuf, long count)— 发送GPIB 接口 命令
cmdbuf—要发送的消息字符串所指向的指针变量 count—要发送的字符串的字节数 板级编程时，所有的接口消息均由该命令发出
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ATS
V—设置REN线为1或0 V=0，不进入远控 V=1，进入远控
if (ibsta & ERR) { GPIBCleanup(Bd, “Unable to read data from device"); return 1; } ReadBuffer[ibcntl] = '\0'; printf("Data read: %s", ReadBuffer); ibonl(Bd, 0); return 0;
ATS
2.9 GPIB自动测试系统的开发
§2.9.1 GPIB主控机的特点 一 、主控机的组成和要求
用户测试程序
驱动程序
GPIB硬件接口
Page 1
1. 硬件接口 常用的有PCI和USB两种
硬件接口必须配备符合GPIB接口标准的硬件 至少有5种接口功能：C、T、L、SH、AH 现在一般要求配10种接口功能
ibsre (Bd,1); /*进入远控,REN=1*/ /*发讲地址和听地址*/ /*发有选择的器件清零SDC*/
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ibcmd (Bd, "@#", 2L); ibcmd (Bd, “\04”, 1L);
(3)int ibsre(int Bd, int v) —进入远控 Bd—GPIB的接口卡号
ATS
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ATS
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GPIB总线使用介绍
4.2.3 GPIB标准接口的机械结构
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。
代号
C T TE L LE SH AH SR RL PP DT DC
英文原文
Controller Talker
Extended Talker Listener
Extended Listen Source Handshake Acceptor Handshake
Service Request Remote/Local Parallel Poll Device Trigger Device Clear
本章将对智能仪器普遍使用的GP-IB标准予以 介绍。
4.1 概述
GPIB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GPIB
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，GPIB，IEC－ IB等多种称谓，但日渐普遍使用的名称是GPIB。
以上五种基本接口功能为系统提供了在正常工作期间使数据准确可靠 传输的能力。但仅此还是不够的，为了处理测试过程中可能遇到的各 种问题，GP－IB又增加了五种具有相应管理能力的接口功能。
GPIB总线控制卡的维修
收稿日期:2020-10-09G PI B总线控制卡的维修付少辉,林升,彭浩,张红民(中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051)摘要:GPIB(General Purpose Interface Bus)接口广泛应用于各类测试仪器,故障发生时表现为无法连接、不能通信,元器件级别的维修难度大。
通过对GPIB总线工作原理和硬件结构的分析,结合常见故障现象,重点从硬件方面给出维修思路,得出维修流程图,并从维修角度给出使用建议。
关键词:GPIB总线;故障诊断;接口中图分类号:TN606文献标志码:B文章编号:1004-4507(2020)06-0056-05 Maintenance of GPIB Control CardFU Shaohui,LIN Sheng,PENG Hao,ZHANG Hongming(The13th Research Institute of CETC,Shijiazhuang050051,China) Abstract:GPIB interface is widely used in all kinds of test instruments，and it can't be connected andcan't communication when fault occurs，component level maintenance is difficult.Through the analysis of the working principle and hardware structure of GPIB，combined with common fault phenomena，we focus on the hardware repair ideas，maintenance flow chart，and give suggestions from the maintenance perspective.Key words:GPIB(General Purpose Interface Bus)；Faults diagnosis；InterfaceGPIB总线接口是惠普公司在1965年提出，自1987年被确认为IEEE488.2标准以来，得到仪器厂商的接受和采用，广泛应用于融合多种仪器的自动化测试系统中，成为当今在计算机和测试、测量仪器连接中使用最多的接口[1]。
程控仪器的GPIB通信设计
ｌ Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ通 信模 块 的硬件 设计
１ ． １ Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ通 信模 块 电路 方 案
１ ． １ ． １ ＧＰ Ｉ Ｂ 通信 接 口电路
许 多集成 电路厂 商为 ＧＰ Ｉ Ｂ接 口生产 了专 门总线驱动芯 片， 典型有 Ｔ Ｉ 公 司的 Ｓ Ｎ７ ５ １ ６ ０、 Ｓ Ｎ７ ５ １ ６ １ ／ １ ６ ２ 。 Ｓ Ｎ７ ５ １ ６ ０为数 据 总线驱动器 ， Ｓ Ｎ７ ５ １ ６ １ ／ １ ６ ２为控 制总线驱 动器 ， Ｓ Ｎ７ ５ １ ６ １ 适 用于单控者系统 ， Ｓ Ｎ７ ５ １ ６ ２适用多控者系统。Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ接 口芯按 照与计算机的接 口方式 ， 分为微处理器接 口芯片和 Ｉ Ｓ ＭＰ Ｃ Ｉ 接
２ ０ １ ４ 年 第 ４ 期 （ 总第 １ ３ ６期）
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲＭ ＡＴＩ ＯＮ ＆ ＣＯＭ ＭＵＮＩ Ｃ ＡＴＩ ＯＮＳ
２ ０ １ ４
（ Ｓ ｕ ｍ． Ｎ ｏ １ ３ ６ ）
程控仪器 的 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ通信设计
齐健东
（ 海 军 工程 大 学 勤务 学 院 ， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ ０）
１ ． １ ． ２ 通信 控 制 处 理 器
机价格昂贵， 不利于推广应用 。在国外， 可程控仪器上 已经普 遍配置了 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ总线接 口。 在我 国， 许 多大学及研 究所设计 了 多种 Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ的硬件接 口卡和软件平 台， 并开始走 向商业化 。目 前ＧＰ Ｉ Ｂ总线接 口也己逐步 出现在 国产 的仪器 、 仪表及测控系 统中， 并 己成为与计算机互连的主流并行总线的趋势。
・ — －－
１ － ３ Ｇ Ｐ Ｉ Ｂ接 口控 制芯 片 Ｎ Ａ Ｔ ９ ９ １ ４
基于GPIB接口的仪器与计算机之间的通讯_罗光坤
第27卷 第6期2006年6月仪 器 仪 表 学 报Chinese Jour na l o f Scientific Instr ume ntV ol.27N o.6J un.2006基于GPIB接口的仪器与计算机之间的通讯罗光坤 张令弥 王 彤(南京航空航天大学振动工程研究所 南京 210016)摘要 以Visua l C++ 6.0作为开发平台,基于G PIB总线结构,在W IN2000系统下设计开发了G PIB仪器控制系统。
给出了系统的硬件组成及软件设计方法,实现了HP35670A和笔记本电脑通过GP IB接口板两者之间的通讯。
为数据的进一步分析处理提供了一个良好的软件平台。
关键词 GP IB接口板 HP35670A 计算机 虚拟仪器中图分类号 T P274 文献标识码 A 国家标准学科分类代码 510.5025The Communication between Instrument and Computer Based onGPIB InterfaceLuo Guang kun Zhang Lingmi Wang Tong (Institute of V ibration Engineering,N anjing University of Aeronautics and Astronautics,N anjing210016,China)Abstract An instrumentation cont rol system is designed and i mplemented for inst ruments wi th GPIB interf ace. The syst em is developed based on G PIB by using Visual C++ 6.0as developing plat ponents of hard-ware and implement of sof tware are described in det ail.The cont rol system provides a conv enient tool for laptop to communicate with instrument with GPIB,i.e.HP35670A.Key words G PIB communication board HP35670A PC V irtual instrument1 引 言目前工程中用到的仪器种类繁多,功能各异,一个系统往往需要多台不同类型的仪器工作,而传统意义上的接口方式(如串、并口)难以满足要求[1-2]。
测试系统控制器
D7 MAC IFC
CS ╳ ╳ F4 F3 F2 F1 F0 Edpa dal dat A5 A4 A3 A2 A1 S8 rsvl S6 S5 S4 S3 S2 S1 pp8 pp7 pp6 pp5 pp4 pp3 pp2 pp1 DIO8 DIO7 DIO6 DIO5 DIO4 DIO3 DIO2 DIO1
0/1 0 0 0 0 0
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na
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第二节 GPIB总线测试控制器
助记符 swrst dacr rhdf hdfa hdfe nbaf fget
第二节 GPIB总线测试控制器
❖ TMS9914 GPIA（ 通用接口适配器） 内部 结构图
第二节 GPIB总线测试控制器
❖ TMS9914的信号线： 面向微处理器，共19条信号线，全部采用正逻辑 面向GPIB总线，共19条，全部采用负逻辑，与GPIB总线信号逻辑关系一致 电源线（+5V）、地线
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面向GPIB（19）
bit7
bit6
bit5
bit4
bit3
bit2
bit1
bit0
0R
1R 2R 3R 4R 5R 6R 7R 0W 1W 2W 3W 4W 5W 6W 7W
数据输入
中断状态1 中断状态2 串行查询状态 受命状态 命令通过 地址0 地址1 数据输出 中断屏蔽 中断屏蔽 串行查询方式 受命方式 辅助方式 地址0/1 字串结束
LOCK REMC ADSC
CPT 命令通过 APT 地址通过 DET 器件触发 END 受到END或EOS DEC 器件清除 ERR 出错 DO 数据输出
DI SRQI LOKC REMC ADSC CO INT
数据输入 服务请求输入 封锁转换 远控转换 受命状态改变 命令输出 未屏蔽中断之或
串行查询寄存器
upD7210 MC68488 TMS9914 INTEL8291/8292/8293 HEF4738
upD7210引脚
upD7 210 内部 功能 方框
upD7210特性
GPIB全功能子集 接口信号线：
面向微处理器（19）
数据线D0~D7 地址线RS0~RS2 控制线：/CS,/RD,/WR,INT,DRQ,/DACK,CLK,RST GPIB数据线 GPIB管理线 GPIB挂钩线 输入输出控制线：T/R1,T/R2,T/R3
LOKC REMC S3 LA CPT2 AD30 AD31 BO2 ERR S3 0 S2 TA CPT1 AD20 AD21 BO1 DO S2 ADM1
DMAO DMAI
LOCK REMC
COM4 COM3 COM2 COM1 COM0 AD5 EC4 AD4 EC3 AD3 EC2 AD2 EC1 AD1 EC0
原理图
DB BDIR BUS BUF GPIB DIO 总线 DIO 收发 器
地址开关 译码器
AB
总 线
BUS BUF
接 口 功 能
PC
GPIB
CB
BDIR BUS BUF
控制逻辑
中断逻辑 DMA逻辑
管 理 线
挂 钩 线
GPIB 总线 收发 器
管 理 线
挂 钩 线
接口功能集成IC
专用集成电路：
DI7
DPT INT S8 GIC CPT7 X E01 BO7 CPT 0 S8 ton CNT2 ARS EC7
DI6
APT SRQI PEND /ATN CPT6 DT0 DT1 BO6 APT SRPI rsv lon CNT1 DT EC6
DI5
DET LOK S6 SPMS CPT5 DL0 DL1 BO5 DET S6 TRM1 CNT0 DL EC5
.
‘文 字’
42
39
/REN
器件消息
TCT
^Y
25
通令群
SPD
eg: 3号器件： 听地址：0100011－‘ ＃ ’ 讲地址：1000011－ ‘C’ 不听：01111111－‘ ? ’ 发通令：PRINT ” % ” 发专令：PRINT ” @ ? # ^T ” 发程控数据：PRINT ” @ ? # : ’F3R7T3’ ”
data byte END address IEEE488.1 state conditions control sequences controller
programming environment
data messages application program errors
主控机分类
基于历史原因有三种类型的主控机用于自 动测试系统： 直接操作信号线
upD7210寄存器－览表
中断寄存器
1R 2R 中断状态1 中断状态2 DPT INT APT DET END DEC CO ERR DO DI SRQI LOK REM LOKC REMC ADSC
1W
2W
中断屏蔽
中断屏蔽
CPT
0
APT
DET
END
DEC
CO
ERR
DO
DI
SRPI DMAO DMAI
DI4
END REM S5 LPAS CPT4 AD50 AD51 BO4 END S5 TRM0
DI3
DEC CO S4 TPAS CPT3 AD40 AD41 BO3 DEC CO S4 0
DI2
ERR
DI1
DO
DI0
DI ADSC S1 MJME CPT0 AD10 AD11 BO0 DI ADSC S1 ADM0
直接驱动型 子程序调用型 语言扩充型
主流趋势
类似于Shell语言
直接驱动型主控机
字符 代码 ％ & @ : CHR$() 37 28 64 58 接口消息 IFC /IFC ATN^REN /ATN 字符 CHR$() 接口 代码 消息 ^A ^D ^@ ^H 1 4 0 8 专令群 GTL SDC PPC GET 字符 CHR$() 接口消 代码 息 ^Q ^T ^U ^X 17 20 15 24 LLO DCL PPU SPE
语言扩充型主控机（以后简称：主控机）
特点：
GPIB操作对程序员透明 对高级语言进行内核或库函数进行扩充，提供 对GPIB各个层次的操作的支持功能。
面向GPIB操作型的方法－GPIB DRV 面向仪器控制的方法－DEVICE DRV 面向测试功能的方法－FUNC DRV
实现方法：
MJபைடு நூலகம்E
ADM1 ADM0
4R各比特含义：
/ATN：GPIB系统传送器件消息，upD7210在控者预备态 LPAS：听者主受命态 TPAS：讲者主受命态 CIC：控者在作用 LA：听者受命 TA：讲者受命 MJMN：设置小值地址，复位大值地址 SPMS：串行查询模式态
GPIB主控机
主控机特点
仪用计算机
普通通用计算机＋GPIB系统
仪用计算机 专用计算机
主控机特点
具有符合IEEE488.1标准的GPIB硬件接口 GPIB驱动子程序 高级编程语言支持
控者模型
IEEE488.1 bus IEEE488.1 bus signals
IEEE488.1 driver
3R：读出3W写入的STB，PEND表示是否 已被查询 3W：写入STB和rsv
S8
S8
3R 3W
PEND
rsv
S6
S6
S5
S5
S4
S4
S3
S3
S2
S2
S1
S1
受命寄存器
4R 4W
受命状态 受命方式
GIC ton
/ATN SPMS LPAS TPAS lon TRM1 TRM0 0
LA 0
TA