仪表总线技术及应用GPIB总线技术

仪器A (计算机) IEC 控者、讲 接口 者和听者
功能
仪器B IEC (激励源) 接口 听者功能
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。
5条接口管理控制线 （ATN，IFC，REN，EOI 和SRQ）作用：控制GP－ IB总线接口的状态
仪表总线技术及应用
第4章 GPIB总线技术
4.1 概述 4.2 GPIB总线的基本特性与总线结构 4.3 基本接口功能 4.4 GPIB总线系统中消息及其传递 4.5 三线联络基本过程 4.6 IEEE 488.2标准 4.7 GPIB接口芯片及接口设计
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．NRFD(not ready for data)未准备好接收数据线，只要连接 在总线上被指定为接收器中的设备，尚有一个未准备好接收数 据，接收器就置NRFD线为有效低电平，示意发送器不要发出 数据。当所有接收器都准备好时，NRFD变为高电平。
构
与
管理总线
接
（5根）
口
能
力
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GPIB总线信号定义说明
GPIB的信号线除8条地线外，有以下三类信号线： （1）DIO1~DIO8，数据总线，双向 除了用于传送数据外，还用于“听”、“讲”方式的设
置，以及设备地址和设备控制信息的传送。即在D7~D0上可 以传送数据、设备地址和命令。这是因为该总线没有设置地 址线和命令线，这些信息要通过数据线上的编码来产生。
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。
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。
4.1概述
通用接口总线（General Purpose Interface Bus, GPIB），主要用于连接和控制多个可编程仪器，组建自动 测试系统。
★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。
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4.1概述
Standard Commands for
Programmable Instruments
HP-IB成为 IEEE488
SCPI被引入IEEE488
HP 设计 HP-IB
IEEE488.1-1987 IEEE488.2
修订IEEE488.2
1965
1975
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4.2.3 GPIB总线信号
GPIB总线电缆内共有16条信号线，按功能可分为以下三组：
图4.2 GPIB总线系统
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4.2.3 GPIB总线信号
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。
监示器
总 线
键盘
绘图仪
图4.1 武器参数测试分析系统
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4.2.1 基于GPIB总线的测试系统
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。
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GPIB总线信号定义说明
（2）字节传送控制线，在IEEE 488总线上数据传送采用异步 握手（挂钩）联络方式，即用DAV、NRFD和NDAC 3根线进 行握手联络。
．DAV(Data Available)数据有效线。当由发送器控制的数据 总线上的数据有效时，发送器置DAV为低电平，(逻辑1)，指 示接收器可以从总线上接收数据。
1987
1990
1992
1993
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4.2 GPIB总线的基本特性与总线结构
பைடு நூலகம்
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4.2.1 基于GPIB总线的测试系统
GPIB总线
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测速传感器
测速放大器
压电测压传感器 电荷放大器
TCCK
瞬态波 IEEE
形
488
存储器
打印机
IBM PC
被
DUT
测 设
备
仪器C (数字万用
IEC
表) 接口
讲者、听 者 功能
仪器D IEC (打印机) 接口 听者职能
EOI RE N SRO IFC AT N NDAV NRFD DAV DIO ~ DIO
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图 4
.
数据总线 3
（8根） 通
用
并
行
接
口
挂钩总线 （3根）
总 线 结
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4.2.2 GPIB的总线特征
GP-IB标准接口系统的基本特性如下： （1） 可连接的仪器数量。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 （5） 一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。