仪表总线技术及应用GPIB总线技术课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,第,‹#›,页,October 31, 2024,第,4,章,GPIB,总线技术,,第4章,1,第,2,页,,,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,第2页4.1 概述4.2 GPIB总线的基本特性与总线结,第,3,页,4.1,概述,★,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,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。

第3页4.1概述★国际通用的仪器接口标准最初由美国HP公司研,第,4,页,,,,,,,,,HP,设计,HP-IB,,1965,,1975,,1987,,1990,,1992,,1993,,HP-IB,成为,IEEE488,IEEE488.1-1987,IEEE488.2,,SCPI,被引入,IEEE488,,修订,IEEE488.2,Standard Commands for Programmable Instruments,4.1,概述,第4页HP 设计 196519751987199019921,第,5,页,4.2 GPIB,总线的基本特性与总线结构,,,第5页4.2 GPIB总线的基本特性与总线结构,第,6,页,4.2.1,基于,GPIB,总线的测试系统,,,,,,,,,TCCK,瞬态波形,存储器,,测速放大器,测速传感器,压电测压传感器,电荷放大器,,,GPIB,总线,IEEE 488,,打印机,绘图仪,,,,,,,,,,I B M P C,总 线,,,,,,,,,键盘,监示器,图,4.1,武器参数测试分析系统,,第6页4.2.1 基于GPIB总线的测试系统TCCK测速放,第,7,页,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,与控者的功能第7页4.2.1 基于GPIB总线的测试系统在一个GP-I,第,8,页,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,个听地址,（,5,） 一般适用于,电气干扰轻微的实验室,和生产现场4.2.2 GPIB,的总线特征,第8页GP-IB标准接口系统的基本特性如下：4.2.2 G,第,9,页,,4.2.3 GPIB,总线信号,,图,4.2 GPIB,总线系统,GPIB,总线电缆内共有,16,条信号线，按功能可分为以下三组：,第9页4.2.3 GPIB总线信号图4.2 GPIB总线系,第,10,页,,4.2.3 GPIB,总线信号,,,管理总线,（,5,根）,挂钩,总线,（,3,根）,数据总线,（,8,根）,,,,仪器,A,(,计算机,),控者、讲者和听者,功能,,IEC,接口,,,,,,,,,,,,仪器,B,(,激励源,),听者,功能,,IEC,接口,,,,,,,,,,,,,,,,,,仪器,C,(,数字万用表,),讲者、听者,功能,,IEC,接口,,,,,,,,,,,,,,,,,,仪器,D,(,打印机,),听者,职能,,IEC,接口,,,,,,,,,,,,,,,,,,DUT,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,被测设备,EOI,REN,SRO,IFC,ATN,,NDAV,NRFD,DAV,DIO1,~,DIO8,图,4.3,通用并行接口总线结构与接口能力,,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,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,第10页4.2.3 GPIB总线信号管理总线挂钩总线数据总,第,11,页,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GPIB,总线信号定义说明,,第11页GPIB的信号线除8条地线外，有以下三类信号线：GP,第,12,页,（,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．,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．,NDAC(not data accepted),未接收完数据，,当总线上被指定为接收器的设备，有任何一个尚未接收完数据，它就置,NDAC,线为低电平，示意发送器不要撤销当前数据只有当所有接收器都接收完数据后，此信号才变为高电平GPIB,总线信号定义说明,,第12页（2）字节传送控制线，在IEEE 488总线上数据传,第,13,页,（,3,）接口管理线，包括接口清零线、服务请求线、监视线、识别线和远程控制线．,IFC(interface clear),接口清零线该线的状态由控制器建立，并作用于所有设备当它为有效低电平时，整个,IEEE 488,总线停止工作，发送器停止发送，接收器停止接收。

使系统处于已知的初始状态它类似于复位信号,RESET,可用计算机的复位键来产生,IFC,信号．,SRQ(service request),服务请求线它用来指出某个设备请求控制器的服务，所有设备的请求线是“线或”在一起的，因此任何一个设备都可以使这条线有效，来向控制器请求服务但请求能否得到控制器的响应，完全由程序安排，当系统中有计算机时，,SRQ,是发向计算机的中断请求线IEEE 488,总线信号定义说明,,第13页（3）接口管理线，包括接口清零线、服务请求线、监视线,第,14,页,ATN(attention line),监视线它由控制器驱动，用它的不同状态对数据总线上的信息作出解释当,ATN,＝“,1”,时，表示数据线上传送的是地址或命令，这时只有控制器能发送信息，其它设备都只能接收信息当,ATN,＝“,0”,时，表示数据总线上传送的是数据EOI(end or identify),结束或识别线,该线与,ATN,线一起指示是数据传送结束，还是用来识别一个具体设备当,ATN,＝“,0”,时，这是进行数据传送，当传送最后一个字节使,EOI,＝“,l”,，表示数据传送结束，当,ATN,＝“,1”,时，若,EOI,＝“,l”,，则表示数据总线上是设备识别信息，即可得到请求服务的设备编码。

REN(remote enable),远程控制线该信号为低电平时，系统处于远程控制状态，设备面板开关、按键均不起作用；若该信号为高电平，则远程控制不起作用，本地面板控制开关、按键起作用GPIB,总线信号定义说明,,第14页ATN(attention line)监视线它由控,第,15,页,,4.2.3 GPIB,总线信号,,表,4.1,标准接口总线信号线,,组别,信号线名称,信号线使用者,消息类别,备注,数据输入,/,输出线,DIO1,DIO2,DIO3,DIO4,DIO5,DIO6,DIO7,DIO8,控者或讲者,远地多线消息包括,通令,UC,指令,AC,地址,AD,副令,SE,状态字节,器件消息,1.,控者利用诸,DIO,线发布接口消息时，采用,ISO,码（,ASCⅡ,码）2.,讲者利用诸,DIO,线传递器件消息时，其编码格式可由设计人员确定；但所用代码必须保证能与接口相容，并为有关器件识别挂钩线,DAN,源方,SH,功能,远地单,线消息,DAV=1,，表示,DIO,线上所载数据有效；,DAV=0,，表示,DIO,线上所载数据无效,,NRFD,受者,AH,功能,,NRFD=1,，表示受者尚未准备好接收数据；,NRFD=0,，表示受者已,接,收到数据,,NDAC,受者,AH,功能,,NDAC=1,，表示受者尚未收到数据；,NDAC=0,，表示受者已收到了数据,管理线,ATN,控者,C,功能,,ATN=1,，表示,DIO,线上载的是接口消息；,ATN=0,，表示,DIO,线上载的是器件消息,,IFC,控者,C,功能,,IFC=1,，表示有关接口功能必须被清除；,IFC=0,，表示接口功能不被清除,,REN,控者,C,功能,,REN=1,，表示一切器件均处于远控状态；,REN=0,，表示一切器件处于本控状态。

SRQ,欲讲者,SR,功能,,,,EOI,控者的,C,功能或讲者的,T,功能,,ATN=1,、,EOI=1,，表示点名识别，这时,EOI,传递的是,IDY,消息；,ATN=0,、,EOI=1,，,表示讲者已讲完了，这时,EOI,线传递的是,END,消息,将,GPIB,通用接口的,16,条信号的名称、使用者、传递消息的类别归纳于表,4.1,中,第15页4.2.3 GPIB总线信号表4.1 标准接口总,第,16,页,,4.2.4 GPIB,总线的连接器,,,,目前，国际上流行两种接插件标准：即,25,芯的,IEC 625,针形连接器和,24,芯的,IEEE 488,簧片形连接器，如图,4.4,所示图,4.4,两种总线连接器,第16页4.2.4 GPIB总线的连接器 目前,第,17,页,GPIB,总线使用,24,线组合插头座，其各引脚定义见下表第17页GPIB总线使用24线组合插头座，其各引脚定义见下表,第,18,页,,4.3,基本接口功能,,,4.3.1,十大接口功能,,接口功能的任务：,完成系统中各仪器设备之间的通讯，确保系统正常工作GP,－,IB,标准把全部逻辑功能概括为十种接口功能：,一、前述的,控者功能（,C,）、讲者功能（,T,）,和,听者功能（,L,）,是一个自动测试系统中必不可少的三种最基本的功能。

二、为使系统可靠进行三线挂钩，又设置了,源挂钩功能（,SH,）,和,受者挂钩功能（,AH,）第18页4.3 基本接口功能4.3.1 十大接口功能,第,19,页,,4.3,基本接口功能,,,表,4.2 GPIB,十大接口功能,接口功能名称,代 号,作 用,源挂钩,SH,与,AH,共同确保每条消息的异步传递，从而使器件能够适当地发送多线消息,受者挂钩,AH,与,SH,共同确保每条消息的异步传递，从而使器件能够恰当地接,收,多线消息,讲,T,或,TE,当器件被寻址作为,“,讲者,”,时，使器件具有通过接口向其,他,器件发送数据或与,SR,共同响应串行点名时序的能力,听,L,或,LE,当器件被寻址为听者时，使它具有通过接口从另一个器件那里接,收,数据的能力,控,C,使器件能够向其,他,器件发送地址、通令和指令，控制系统的运行，并具有进行并行点名能力,服务请求,SR,使器件能够向控者异步地提出服务请求,并行查询,PP,使器件不必被寻址为,“,讲者,”,，就能对,“,控者,”,的并行查询时序,做,出响应,远地,/,本地,RL,使器件能在两个输入消息源,—,本地（由面板控制来的消息）和远地（由接口来的消息）之间选择,器件触发,DT,使器件能单独或成群地开始动作,器件清除,DC,使器件能单独或成群地回复到起始状态,第19页4.3 基本接口功能表4.2 GPIB十大接口功,第,20,页,,,4.3.2,器件功能,,仪器功能的任务,：把收到的控制信息变成仪器设备的实际动作，如调节频率、调节信号电平、改变仪器的工作方式等等，这与常规仪器设备的功能基本相同，不同测量仪器的仪器功能存在很大差异。

4.3.3,接口功能的子集,,接口功能,能 力,作 用,T,或,TE,基本讲者,使一台器件向另一台器件发送数据,,只讲,使器件在没有控者的系统中工作,,如果是我的听地址，,则不被寻址,器件正在讲时又被寻址为听者时，则器件的讲受命即被撤消，以防止器件具有双重身份的可能性,,（扩大,“,讲者,”,）,（同基本讲者，但扩大了寻址能力）,,串行查询,向,“,控者,”,表明请示服务，并发出一个状态字节给控者,L,或,LE,基本听者,使一台器件从另一台器件那里接收数据,,只听,使器件在没有控者的系统中工作,,如果是我的讲地址，,则不被寻址器件正在听时又被寻址成为讲者时，则器件听受命即被撤消，以防止器件具有双重身份的可能性,,（扩大听者）,（同基本听者，但扩大了寻址能力）,SH,无,,AH,无,,表,4.3,接口功能的子集（,1,）,,第20页4.3.2 器件功能仪器功能的任务：把收到的控制信,第,21,页,,,4.3.1,十大接口功能,,表,4.3,接口功能的子集（,2,）,,C,系统控者,作为系统的绝对控制者并可发出,IFC,或,REN,消息,,负责并发出接口清除,使系统控者发,IFC,消息，从而使各种接口功能,恢,复到初始状态。

发出能远地控制,使系统控者将各器件置于远地控制,,响应服务请求,使负责控者能响应器件发来的,SRQ,信号,,发出接口消息,使负责控者能由其器件功能向总线发出多线接口消息,,接受控制,使一台器件能从负责控者处接收对总线的控制权,,控制转移,使一台负责控者能够将对总线的控制权传递给另一个器件（包括传给自身）,,并行查询,使负责控者能够主动发起并行查询过程,,同步地接受控制,（取控）,使负责控者对总线进行同步取控，保证数据传递不受破坏,SR,无,,R/L,基本的远地,/,本地控制,使器件在本地,/,远地控制间进行转换,,本地封锁,使本地封锁消息,rtl,不起作用,PP,基本的并行查询,使器件能响应控者发起的并行查询，并向控者发回,PPR,消息,,并行查询组态,使器件能接受控者实行的并行查询编组，得到分配给它的一条,DIO,线,DC,基本的器件清除,使器件具有能响应,DCL,消息,恢复,到初始状态的能力,,选定的器件清除,使受命的器件能响应,SDC,消息回到初始状态，从而使控者可以对选定的器件进行清除,DT,无,,第21页4.3.1 十大接口功能表4.3 接口功能的子集,第,22,页,,4.4 GPIB,总线系统中消息及其传递,,,总线消息的分类：,按传递的途径来分，总线上传递的消息可分为,本地消息,和,远地消息,两种。

远地消息是经总线传递的消息，它可以是仪器消息也可以是接口消息，用三个大写英文字母表示，如,MLA,（我的听地址）本地消息是由仪器本身产生并在仪器内部传递的消息， 用三个小写英文字母表示，如,pon,（电源开）按使用信号线的数目来分，总线上传递的消息可又分为,单线消息,和,多线消息,两种用两条或两条以上信号线传递的消息称多线消息，例如各种通令、指令、地址数据等通过一条信号线传输的消息称为单线消息，例如,ATN,，,IFC,等按用途来分，总线上传递的消息可分为,接口消息,和,仪器消息,两大类4.4.1,消息分类,第22页4.4 GPIB总线系统中消息及其传递总线消息的分,第,23,页,,4.4.2,接口消息及其编码,为确保接口的通用性，接口消息编码格式必须作出统一明确的规定单线接口消息通过一条信号线传输消息，无需编码多线接口消息是通过,DIO,线来传输的消息， 需要统一编码类别,名称,代 号,编码,通,令,本地封锁,器件清除,串行查询可能,串行查询不可能,并行查询不组态,LLO,DCL,SPE,SPD,PPU,×001 0001,×001 0100,×001 1000,×001 1001,×001 0101,指,令,群执行触发,进入本地,并行点名组态,有选择的器件清除,GET,GTL,PPC,SDC,×000 1000,×000 0001,×000 0101,×000 0100,,接受控制（取控）,TCT,×000 1001,地,址,听地址,讲地址,不听,LAD,①,TAD,②,UNL,×01 L,5,L,4,L,3,L,2,L,1,L,0,×10T,5,T,4,T,3,T,2,T,1,×01 1 1 1 1 1,或副令,副地址,副地址,并行查询不可能,并行查询可能,SAD,③,PPD,PPE,×11 S,5,S,4,S,3,S,2,S,1,×11 D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,×110 P,4,P,3,P,2,P,1,注：①作为,MLA,而被接收，,MLA,为,我的听地址；,②作为,MTA,或,OTA,而这被接收，,MTA,为我的讲地址，,OTA,为其,他,讲地址；,③作为,MSA,或,OSA,而这被接收，,MSA,为我的副地址，,OSA,为其,他,副地址,,,,表,4.4,多线接口消息分类,第23页4.4.2 接口消息及其编码为确保接口的通用性，接,第,24,页,,,4.4.3,多地址使用情况,在实际应用中，有的器件往往具有不止一个讲功能与听功能，例如，纸带记录仪有负责发送和接收数据的一对讲功能与听功能，还另设一听功能来专门接收程控指令。

两个听功能必须对应两个听地址这样做的优点是不仅有利于器件功能的设计，而且能简化程序的编制1.,第二主地址,图,4.5,具有两个听地址的设备,2.,扩展地址,图,4.6,设备用扩展寻址,第24页4.4.3 多地址使用情况在实际应用中，有的器件往,第,25,页,,,4.4.4,接口系统的消息传递,图,4.7,器件内功能配置及消息传递途径,图,4.7,概略地说明了一个器件内部功能的配置以及消息的传递途径B,区为器件功能区域，即所谓器件的次接口，它的功能是与器件的具体特性密切相关的其任务在于把接收到的编码信息变换成器件的实际动作（如变换波段、调节频率、调节信号电平、改变器件本身的工作方式等）A,区为接口功能区域，在此区域，设计者必须严格遵照通用接口系统的各项有关规定，不能自行规定标准以外任何新的接口功能第25页4.4.4 接口系统的消息传递图4.7 器件内功,第,26,页,,,4.5,三线联络基本过程,GPIB,标准接口系统每传递一个字节或一个多线接口消息，都要进行一次三线联络过程，只有这样才能确保消息正确、可靠、异步的传递因此，在源者和受者之间频繁地进行信息交换的过程中，也就频繁地伴随着三线联络过程。

4.5.1,三线联络的基本原则,,三线联络的基本原则是：对于多线消息发送者，即源者而言，只有当接收者，即受者（听者）都做好了接收消息的准备，才能宣布送到数据线上的消息是有效的；只有所有受者都接收完以后才能撤消数据线上的消息对于受者而言，只有确知数据线上的消息是自己应该接收的并且在源者宣布数据有效时才接收第26页4.5 三线联络基本过程 GPIB标准接口系,第,27,页,,,4.5.2,三线联络的基本过程,图,4.8,三线联络过程流程图,图,4.9,三线联络波形图,第27页4.5.2 三线联络的基本过程图4.8 三线联络,第,28,页,GPIB,总线传送数据时序,GPIB,总线上数据传送采用,异步,方式，即每传送一个字节数据都要利用,DAV,，,NRFD,和,NDAC 3,条信号线进行握手联络数据传送的时序图如图所示从时序图可见，总线上每传送一个字节数据，就有一次,DAV,，,NRFD,和,NDAC 3,线握手过程第28页GPIB总线传送数据时序 GPIB总线上数据传送采用,第,29,页,GPIB,总线传送数据时序,,①,原始状态讲者置,DAV,为高电平；听者置,NRFD,和,NDAC,两线为低电平。

②讲者测试,NRFD,，,NDAC,两线的状态，若它们同时为低电平时，则讲者将数据送上数据总线,D7—D0,③中虚线表示一个设备接着一个设备陆续做好了接收数据准备,(,如打印机“不忙”,),④所有接收设备都已准备就绪，,NRFD,变为高电平⑤当,NRFD,为高电平，而且数据总线上的数据已稳定后讲者使,DAV,线变低，告诉听者数据总线上的数据有效⑥听者一旦识别到这点，便立即将,NRFD,拉回低电平，这意味着在结束处理此数据之前不准备再接收另外的数据第29页GPIB总线传送数据时序 ①原始状态讲者置DAV为高,第,30,页,⑦,听者开始接收数据，最早接收完数据的听者欲使,NDAC,变高,(,如图中虚线示,),但其它听者尚未接收完数据；故,NDAC,线仍保持低电平⑧只有当所有的听者都接收完毕此字节数据后，,NDAC,线才变为高电平⑨讲者确认,NDAC,线变高后就升高,DAV,线⑩讲者撤销数据总线上的数据听者确认,DAV,线为高后置,NDAC,为低，以便开始传送另一数据字节至此完成传送一个数据字节的,3,线握手联络全过程以后按图定时关系重复进行从数据传送的过程可见，,GPIB,总线上数据传送是按异步方式进行的,,,总线上若是快速设备，则数据传送就快，若是慢速设备，则数据传送就慢。

也就是说数据传送的定时是很灵活的这意味着可以将不同速度的设备同时挂在,GPIB,总线上GPIB,总线传送数据时序,第30页⑦听者开始接收数据，最早接收完数据的听者欲使NDAC,第,31,页,,,GPIB,总线传送数据时序,第31页GPIB总线传送数据时序,第,32,页,,,4.6 IEEE 488.2,标准,GPIB,接口总线的基础标准,IEEE488.1,主要规定了,GPIB,总线的硬件接口功能及数据传送的三线联络方式，保证了系统中各仪器间有正确的电气操作和机械连接，并提供传送数据的可靠方法但,IEEE 488.1,对软件运行的统一标准要求，即代码格式，通信协议和公用命令方面并没有做出统一规定各仪器制造商在遵循,IEEE 488.1,标准的条件下，可自行规定数据格式及通信协议，因此系统设计者为保证系统的正确运行，除了必须知道各种仪器本身的测量功能外，还必须了解系统中每个仪器器件的接口功能及各仪器制造商规定的控制指令的数据格式和通信协议4.6.1 IEEE 488.2,标准的主要内容,用功能子集的形式规定了器件在,IEEE 488.2,必须有,IEEE 488.1,讲者、听者、 源挂钩、听者挂钩、器件清零和服务请求等接口功能作为最低要求的配置。

明确规定了程控和响应消息语法结构定义了包括出错处理在内的详细信息处理规程，确保可靠传递主控者发出的程控命令和仪器发生的响应信息第32页4.6 IEEE 488.2标准 GPIB接,第,33,页,,,4.6.1 IEEE 488.2,标准的主要内容,定义了具有广泛用途的公用命令规定了标准的状态报告结构,,定义了系统地址分配和同步规程协议4.6.2 IEEE 488.2,器件功能命令集,命令,分类,功能描述,*IDN,？,系统数据,识别查询,*RST,？,内部操作,复位,*TST,？,内部操作,自检查询,*OPC,同步,操作完成,*OPC,？,同步,操作完成查询,*WAI,同步,等待完成,*CLS,状态和事件,清除状态,*ESE,状态和事件,事件状态使能,*ESE,？,状态和事件,事件状态使能查询,*ESR,？,状态和事件,事件状态登入查询,*SRE,状态和事件,服务请求使能,*SRE,？,状态和事件,服务请求使能查询,*STB,？,状态和事件,读状态字节查询,注：*表示查询命令,,,表,4.5 IEEE 488.2,必须的公用命令,IEEE 488.2,规定了一套代码和格式，提供给挂接在,IEEE 488.1,总线上的仪器器件使用，同时还定义了不限定于特定仪器的信息交换通信协议的统一标准和仪器使用的公用命令。

规定了标准的状态报告结构,,定义了系统地址分配和同步规程协议第33页4.6.1 IEEE 488.2标准的主要内容定义,第,34,页,,,4.6.3 IEEE 488.2,控制器,描述,控制序列,选项类型,发,ATN-true,命令,SEND COMMAND,必,选,发地址设置去送数据,SEND SETUP,必,选,发,ATN-false,数据,SEND DATA BYTES,必,选,送一程序消息,SEND,必,选,发地址设置去接收数据,RECEIVE SETUP,必,选,接收,ATN-false,数据,RECEIVE/RESPONSE MESSAGE,必,选,接收一响应消息,RECEIVE,必,选,脉冲驱动,IFC,线,SEND IFC,必,选,设置器件在,DCAS,DEVICE CLEAR,必,选,设置器件处于本地控制状态,ENABLE LOCAL CONTROLS,必,选,设置器件处于遥控状态,ENABLE REMOTE,必,选,设置遥控闭锁状态,SET RWLS,必,选,设置器件处于本地闭锁状态,SEND LLO,必,选,读,IEEE 488.1,的状态字节,READ STATUS BYTE,必,选,发群组执行触发（,GET,）消息,TRIGGER,必,选,传递控制权给另外的器件,PASS CONTROL,可选,执行一个并查询,PERFORM PARALLET POLL,可选,配置器件的并行查询响应,PARALLEL POLL CONFIGURE,可,选,停用器件的并行查询能力,PARALLEL POLL UNCONFIGURE,可选,表,4.6 IEEE 488.2,必选的和可选的控制序列,控制序列,,控制器协议,协议,功能含义,选项,类型,RESET,复位系统,必,选,FINDRQS,发现器件请求服务,可选,ALLSPOLL,串行查询所有器件,必,选,PASSCTL,传递控制权,可选,REQUESTCTL,请求控制权,可选,FINDLSTN,发现听者,可选,SETADD,设置地址,可选，但需要,FINDLSTN,TESTSYS,自测试系统,可选,表,4.7 IEEE 488.2,控制器协议,,第34页4.6.3 IEEE 488.2控制器描述控制序列,第,35,页,,,4.6.4 IEEE 488.2,的状态报告模型,图,4.10 IEEE 488.2,状态报告模型,IEEE 488.2,规定了标准化的状态报告，从这状态报告中，控制器能精确地知道如何从系统中的每台仪器获得状态信息。

这状态报告模型建立在,IEEE 488.2,状态字节之上，提供更详细的状态信息说明图,4.10,为一状态报告模型第35页4.6.4 IEEE 488.2的状态报告模型图4,第,36,页,,,4.6.5 IEEE 488,的性能扩展,,,,,,,,,,,,,器件确定的消息,公用命令和查询,语法和数据结构,远地接口消息,总线,系统元素,Y,系统元素,X,D,C,B,A,A,B,C,D,仪器设计,者及,SCPI,,IEEE488.2,标准,IEEE488.1,标准,IEEE488.2,标准,仪器设计,者及,SCPI,,,图,4.11 GPIB,通用接口总线仪器标准的发展过程,D,层 器件功能；,C,层 公共系统功能；,B,层 消息功能；,A,层 接口功能在,GPIB,总线的发展中，从,IEEE 488.1,标准定义了硬件接口功能及数据传送的三线挂钩方式，到,IEEE 488.2,标准增加规定了,GPIB,控制和通信软件中的数据结构、语法规则和控制语句这在很大程度上解决了使用,GPIB,控制时所遇到的软件标准问题IEEE 488.1,、,IEEE 488.2,和,SCPI,标准的发展过程和其性能范围如图,4.11,所示,：,第36页4.6.5 IEEE 488的性能扩展器件确定的消,第,37,页,,,4.7 GPIB,接口芯片及接口设计,,4.7.1 GPIB,接口芯片,GPIB,接口芯片分为以下两种类型：,芯片必须与微处理器配合使用，经过编程才能形成各种接口功能。

因此这类芯片又称为可编程,GPIB,接口芯片属于这类接口芯片的主要有,Motorola,公司的,MC-68488,、,Intel,公司的,8291/8292,、,Texas Instruments,公司的,TMS-9914,、,NEC,公司的,μPD7210,等芯片不需要微处理器的支持，它的各种接口功能不是依靠软件编程设定，而是由硬件逻辑电路产生的因此，这类芯片又称为不可编程,GPIB,接口芯片属于这类接口芯片的主要有,Fairchild,公司的,96LS488,、,NPC,公司的,SM8530B,、,Philips,公司的,HEF4738,等第37页4.7 GPIB接口芯片及接口设计 4.7.1,第,38,页,,,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,TMS-9914A,的连接,,TMS-9914A,的内部寄存器,,TMS9914A,接口功能的指定,,TMS9914A,的编程实例,,第38页4.7.2 TMS-9914A可编程GPIB接口芯,第,39,页,,,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,图,4.16 TMS-9914A,与,MCS-51,单片机的连接,TMS-9914A,的连接,,第39页4.7.2 TMS-9914A可编程GPIB接口芯,第,40,页,,,地址,,,寄存器名称,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,RS0,RS1,RS2,,,,,,,,,,0,0,0,R0R,中断状态,0,INT,0,INT,1,BI,BO,END,SPAS,RLC,MAC,0,0,1,R1R,中断状态,1,GET,ERR,UCG,APT,DCAS,MA,SRQ,IFC,0,1,0,R2R,寻址状态,REM,LLO,ATN,LPAS,TPAS,LADS,TADS,U1pa,0,1,1,R3R,总线状态,ATN,DAV,NDAC,NRFD,EOI,SRQ,IFC,REN,1,1,0,R6R,命令通过,DIO,8,DIO,7,DIO,6,DIO,5,DIO,4,DIO,3,DIO,2,DIO,1,1,1,1,R7R,数据输入,DIO,8,DIO,7,DIO,6,DIO,5,DIO,4,DIO,3,DIO,2,DIO,1,0,0,0,R0W,中断屏蔽,0,×,×,BI,BO,END,SPAS,RLC,MAC,0,0,1,R1W,中断屏蔽,1,GET,ERR,UCG,APT,DCAS,MA,SRQ,IFC,0,1,1,R3W,辅助命令,C/S,×,×,f,4,,f,3,,f,2,f,1,f,0,1,0,0,R4W,设定地址,EDPA,DAL,DAT,A5,A4,A3,A2,A1,1,0,1,R5W,串行点名,S,8,RSV,S,6,S,5,S,4,S,3,S,2,S,1,1,1,0,R6W,并行点名,PP,8,PP,7,PP,6,PP,5,PP,4,PP,3,PP,2,PP,1,1,1,1,R7W,数据输出,DIO,8,DIO,7,DIO,6,DIO,5,DIO,4,DIO,3,DIO,2,DIO,1,TMS-9914A,的内部寄存器,,表,4.14 TMS-9914A,内部寄存器,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,第40页地址寄存器名称D0D1D2D3D4D5D6D7RS0,第,41,页,,,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,控者功能指定,,讲者功能任命,,听者功能任命,TMS9914A,接口功能的指定,,第41页4.7.2 TMS-9914A可编程GPIB接口芯,第,42,页,,,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,TMS-9914A,的编程实例,,图,4.17 INIT,初始化程序流程图,,,图,4.18,子程序,EXDATA,程序流程图,初始化子程序,INIT,,任命讲者、听者子程序,EXDATA,,发送设备消息子程序,SDATA,,第42页4.7.2 TMS-9914A可编程GPIB接口芯,第,43,页,,,图,4.17 INIT,初始化程序流程图,,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,初始化子程序,INIT,,第43页图4.17 INIT初始化程序流程图 4.7.2,第,44,页,,,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,,图,4.18,子程序,EXDATA,程序流程图,任命讲者、听者子程序,EXDATA,,第44页4.7.2 TMS-9914A可编程GPIB接口芯,第,45,页,,,Y,Y,N,N,,通过,MCS-51,读中断状态寄存器使,BO,复位,MCS-51,取听者地址码，写入数据输出寄存器，任命听者,MCS-51,辅令寄存器写入,ton=1,辅令，任命自己为讲者,MCS-51,向辅令寄存器写入,gts=1,辅令,,,发送,ATN=0,，使控功能暂停,,,MCS-51,读取寻址状态寄存器，询问自己是否为,TACS,（讲作用态）,,设备消息首址→（,DE,）设备消息字节数→（,BC,）,MCS-51,把设备消息写入数据输出寄存器,,,,,,,,,（,BC,）,=0,？,,（,DE,）,+1→,（,DE,）,（,BC,）,+1→,（,BC,）,,用中断方式（,BO,）发送,,,,,,,,这是最后一个字节,MCS-51,写辅令寄存器,feoi=1,驱动,EOI,,用中断方式（,BO,）发送,,MCS-51,写辅令寄存器,tcs=1,，使,ATN=0,，使控者为作用态,,,,,MCS-51,读总线状态寄存器，判别,ATN=1,,,MCS-51,向辅令寄存器写入的,ton,辅令，使讲者地位解除,,返 回,N,Y,,4.7.2 TMS-9914A,可编程,GPIB,接口芯片应用,图,4.19 SDATA,子程序流程图,发送设备消息子程序,SDATA,,第45页YYNN通过MCS-51读中断状态寄存器使BO复位M,The End,The End,46,。