2022年GPIB接口功能电路设计 .pdf

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1、GPIB 接口功能电路设计哈理工李博文2011 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 1 GPIB 接口总线概述GPIB ( General - Purpose Interface Bus) 是一种面向程控仪器的通用接口总线 , 它是由国际电子电气工程师协会于1974 年 9 月制定的一种标准接口总线 ,又称 IEEE488 总线。由于具有数据传输稳定可靠,能够实现有效跟踪等特点, 因此, GPIB 自推出以来 , 一

2、直受到各仪器厂商的青睐 , 经久不衰。同时 GPIB 本身也在不断的发展 , 1990 年出现的 SCPI 对仪器命令实施了标准化, 使 GPIB 系统互换性和互操作性更强。1993 年推出的 HS488 使 GPIB 的最高传输速率从1MBp s 提高到 8MBp s。GPIB 总线是一种 24 芯的并行无源总线 , 其中 16 条被用作信号线 , 包括 8 条数据线 (DIO1 DIO8) , 3 条握手线 AV、NRFD、NDAC) 和 5 条管理线 (A TN、REN、IFC、EOI、SRQ) , 其余 8 条为地线。数据传输采用位并行 , 字节串行的双向异步传输方式。消息采用负逻辑

3、, 低电平 ( 018V)为逻辑 1 , 高电平( 210V) 为逻辑 0 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 2 GPIB 接口硬件电路的实现（1）软件模拟实现GPIB 接口功能电路硬件框图软件模拟实现 GPIB 接口功能电路硬件框图(2) 硬件电路相关芯片STC89C52 : STC89C52系列单片机是从引脚到内核都完全兼容标准 8051 的单片机，有 PDIP-40、PLCC-44、PQFP-44三种封装形

4、式。其中 51/52/53 型号后缀为 RC，表明片内集成了512 字节 RAM 。STC89C系列单片机是高速 /低功耗的新一代8051单片机，最高工作频率可分别达到 25MHz50MHz。 STC89C 系列单片机有较宽的工作电压，5V 型号的可工作于 3.4V6.0V，3.3V 型号的可工作于 2.0V名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4.0V。正常工作模式下的典型耗电为4mA7mA，空闲模式为 2mA，掉电

5、模式 (可由外部中断唤醒 )下则小于 0.1A。此外， STC89C 系列单片机在完全兼容8052 芯片的基础上，新增了许多实用功能。74LS244 : 74LS244为 3 态 8 位缓冲器，一般用作总线驱动器。74LS244没有锁存的功能。 地址锁存器就是一个暂存器，它根据控制信号的状态，将总线上地址代码暂存起来。8086/8088数据和地址总线采用分时复用操作方法，即用同一总线既传输数据又传输地址。74LS245 : 74LS245是我们常用的芯片，用来驱动led 或者其他的设备，它是8 路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数

6、据。74LS273 : 74LS273是 8 位数据 /地址锁存器，他是一种带清除功能的 8D 触发器。只有在清除端保持高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为 11脚 CLK，采用上升沿锁存。CD4069 : CC4069由六个 COS/MOS 反相器电路组成。此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率TTL 驱动和逻辑电平转换的电路中。(3) GPIB 接口硬件电路原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 名师资

7、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 3 GPIB 接口电路的软件控制（1）总框图开始初始化接口/仪器消息已寻址为听者已寻址为讲者接口仪器消息由总线接收仪器消息向总线发送仪器消息仪器功能处理母线命令处理地址消息处理ABCYYNNATN=0仪器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - -

8、 - - - - - - - （2）接口消息处理框图ABDAV =1?母线命令ndac=0?读总线数据nrfd=1,ndac=0接口清除设备清除清听寻址标志nrfd=0ndac=1MLAOTAMTA清听寻址标志置讲寻址标志置听寻址清讲寻址标志(地址 )YYNYNNNNY名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - （3）设备消息处理框图以寻址为听者nrfd=0ndac=1DAV=1?读总线一个字节ASCII码存入听数据缓冲区n

9、rfd=0， ndac=1DAV=0？nrfd=0已收CD LF将听取缓冲内容整理后转换为仪器内部格式C以寻址为讲者dav=0第一字节将讲缓冲区内容整理为 GP IB 格式，输出一个字符串（指针+1 ）输出一个字节至总线NRFD=0dav=1NDAC=0dav=0YNNNYNYNYNYNNYN名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 4 结束语由带有 GPIB 的可程控仪器来构成自动测试系统已成为重要的发展方向之一。它改变了传统仪器手工操作、单台使用的特点, 有利于仪器功能的发挥。本文设计的GPIB 接口板可移植性强 , 软件控制完全符合 IEEE488. 2 接口规范 , 为计算机与仪器仪表相结合向智能化、标准化发展提供了有力的媒介。参考文献耿晓玲 , 田小建 , 艾宝丽 . 应用 NA T9914 设计 GPIB 接口板的方法 J. 自动化与仪器仪表 ,2006 ，2：1719.。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -