優勢供應 現貨出售 140DRA84000 旋轉伺服電機 機器人系統

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通俗易懂、淺顯地解釋GPIB通信的概要及術語，解釋編程所需要的基礎知識。

》Contents

》什么是GPIB？

》GPIB的規格

》GPIB的特點

》連接GPIB通信設備與計算機的優點

》連接數量

》連接方式

》線纜長度

》數據傳輸速度

》通話端與收聽端

》主端與從端

》設備地址

》握手通信

》控制器的作用

》GPIB的信號線

》SRQ(服務請求)與輪詢

》接口功能

》信息與指令

什么是GPIB？

GPIB(General Purpose Interface Bus)是作為計算機與計量儀器的接口開發的，主要用于連接計算機與計量儀器。美國Hewlett Packard公司的內部規格“HP-IB”獲得IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers： 美國電氣和電子工程師協會)的認可，并成為規格。現在，很多計量儀器標準配置GPIB接口，在使用計算機與計量儀器的計測系統上得到廣泛應用。

GPIB的規格

GPIB的規格有“IEEE488”和“IEEE488.2”兩種，其中后者是上位協議，屬于現在的主流。IEEE488.2在IEEE488規定的傳輸方法之上，增加了字符數據和數值表示的語法、各設備共通使用的指令(Command)、查詢(Query)等規定，支持IEEE488.2的設備不僅可以遵照IEEE488.2的標準通信，而且在IEEE488規定的范圍內也能通信。

GPIB通信產品一覽

GPIB的特點

1、采用總線結構的接口，利用馱載封裝方式的連接器，設備間的連接和構成容易。此外，即使連接的設備增加，也可只用計算機的一個接口。

2、通過握手通信，能夠進行可靠性高的數據傳輸。

3、作為計量儀器行業的標準總線，很多計量儀器配置有GPIB接口，學習一個的步驟，就能夠控制各種各樣的計量儀器。

4.即使是通信速度不同的設備，也能連接(但是，整個系統適應通信速度就是慢的設備的速度)。

馱載封裝結構的連接器

連接GPIB通信設備與計算機的優點

目前，仍有很多計量儀器配置GPIB接口，之所以能夠在計量儀器行業確立標準總線的地位，是因為在與計算機的連接上具有以下的諸多優點。

1、用計算機描述和執行設備的控制編程，實現了計測的自動化、省力化。

2、用圖表表示計測數據，保存文件等，實現了活用計算機能力的計測系統。

在1臺計算機上連接多臺計量儀器，各設備通過程序進行自動計測，用計算機收集計測得到的數據，進行分析、表示處理、數據保存，這是一般的使用方法。

使用GPIB通信設備與計算機的系統示例

引進效果

1、通過自動化提高能力和效率

實現各種控制的自動化能夠大幅降低觀測人員的肉體和精神負擔。

2、通過GPIB通信，以塊為單位高效地將來自CCD攝像頭的圖像數據讀入計算機，可大幅縮短觀測時間。

問題點、想改善之處

由于GPIB通信的制約(整個系統的線纜總長)，必須在望遠鏡附近進行操作和觀測，非常不便；研究人員之間想實時共享信息等，有很多要求。

在“計測和控制設備開發”、“網絡設備開發”上擁有豐富經驗的Contec能夠改善此類問題點。

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連接數量

規格規定包括控制器(計算機)在內，一個系統內能夠連接的設備數量為15臺，超過這個數字的設備不能連接到一個系統上。

連接方式

菊花鏈、星形(放射狀)及其組合等，能夠進行自由度高的連接。但是，禁止環路連接。

菊花鏈連接

星形連接

注意：禁止環路連接。

線纜長度

各裝置間的線纜長度為4m以下，在一個系統中，可用于裝置相互連接的線纜大長度為“2m×裝置個數”或者20m，以二者中短的為準

例1：總共有2臺設備時(控制器1臺+GPIB通信設備1臺)

2m×(裝置個數=2臺)< 20m，因此，一個系統總的線纜大長度為4m。

例2：總共有3臺設備時(控制器1臺+GPIB通信設備2臺)

2m×(裝置個數=3臺)< 20m，因此，一個系統總的線纜大長度為6m。

例3：總共有15臺設備時(控制器1臺+GPIB通信設備14臺)

2m×(裝置個數=15臺)>20m，因此，一個系統總的線纜大長度為20m。

數據傳輸速度

使用8根數據線，以大1MB/秒的速度，一次傳輸1個字節的數據。然而，很多計測儀器的通信速度慢，而且連接在同一總線上的設備的通信速度就是通信速度慢的設備的速度。

通話端與收聽端

在連接在總線上的設備中，將接受數據的設備表示為聽話人(Listener)，將發送數據的設備表示為講話人(Talker)。由控制器指定講話人和聽話人。將管理整個系統的裝置叫做控制器，通常由計算機(個人計算機)擔任。

主端與從端

所謂主端，如同其名稱所表達的那樣，就是主人(Master)，在進行GPIB通信上具有決定權（發送指令等），相對主端，從端就是仆從(Slave)，需要遵照主端的指示(接收指令等)運作。在系統構成上，需要主端1臺，而需要從端1臺以上，而且在控制計量儀器時，計算機是控制器，因此就是主端。

設備地址

連接到GPIB系統上的各裝置在同一系統內具有唯一(固有)的地址，通過該地址識別各裝置(將分配給自身的地址叫做我的地址)。如果將設備比作電話，設備地址就相當于電話號碼，可向該編號的設備發送數據，或從其接收數據，進行通信。在同一通信系統內，可在“0～30之間”自由設定設備地址，但不得與其他設備的地址重復。

握手通信

所謂握手，就是發送端向接收端發送“正在發送數據”的信號，接收端接收該信號，從信號線上讀入數據。并向發送端返回“已接收數據”的信號，這種通信方式一邊由雙方共同確認數據的收發，一邊傳輸數據。由此，GPIB實現了可靠性高的數據收發。

控制器的作用

為了防止數據沖突，限定某一時刻只有1臺GPIB總線上的設備能夠發送數據。實現這一點的就是控制器。控制器主要進行以下動作。也就是說，要是用程序來表現這些，可以說就能夠構建以計算機為控制器的GPIB系統。

1、指定講話人。

2、指定與講話人配對的聽話人(也可指定多個裝置)。

3、可將系統復位到初始狀態。

4、進行各設備的遠程控制。

5、承擔相應各設備的服務請求的職責。

6、可向各設備發送指令(Command)。

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GPIB的信號線

由8根數據線、3根握手線、5根管理總線組成，規格對連接器、信號配置的規定如下。尤其是編寫GPIB程序上所需的管理總線，需要透徹理解其職責。

GPIB的連接器芯配置圖

管理總線(5根)

用于高效控制連接在總線上的裝置，管理信息流動。在控制GPIB的設備上承擔重要的職責。

ATN(Attention)

在數據模式和指令模式中使用數據線，其中數據模式用于在裝置間傳輸數據，指令模式用于從控制器向各裝置發送指令。指示當前的數據線狀態的是ATN線。ATN線的管理由控制器進行。當ATN線變成低電平后，各裝置必須從控制器接收指令。如果ATN線是低電平，就是指令模式；如果ATN線是高電平，就是數據模式(收發測量數據等)。

IFC(Interface Clear)

為初始化所有設備的接口功能，由控制器發送。各裝置接收該信號，將接口功能置于初始狀態。但是，緩沖器的內容等各設備固有的部分(設備功能)不會被初始化(設備功能部分的初始化通過設備清除指令或者設備固有的指令進行)。以100μsec以上的脈沖信號發送IFC信號。

SRQ(Service Request)

接受控制的各裝置為向控制器發送處理結束、異常發生的通知，使用該信號。當某一裝置進入請求服務的狀態時，該裝置將SRQ線置于低電平。如果控制器獲悉SRQ線處于低電平，進行輪詢(輿論調查)處理，調查哪一設備請求了什么樣的服務。

REN(Remote Enable)

用于控制設備的遠程/本地狀態。只有具有控制器功能的裝置才能使用。

EOI(End or Identify)

在進行通信時，彼此需要同時結束通信(發送結束/接收結束)。進行二進制數據通信時，使用“EOI”表示數據的終端。進行字符數據通信時，可以使用“分隔符代碼”；而進行二進制數據通信時，需要利用EOI線控制數據的終端。

數據線(8根)

用于發送多路信息或者傳輸數據。

接地線(8根)

除了數據線以外，其余的信號線全部采用接地線與雙絞線結構。GPIB使用的線纜和連接器采用的是屏蔽結構，抗電磁干擾性優越。

握手線(3根)

用于數據線的握手。

DAV(Data Valid)

這是表示正在發送數據的信號線。

NDAC(No Data Accepted)

這是表示接收未完成的信號線。

NRFD(Not Ready For Data)

這是表示接收準備未完成的信號線。

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SRQ(服務請求)與輪詢

為了用程序控制GPIB設備，接收數據，除了理解管理總線的操作外，理解SRQ(服務請求)與輪詢的動作能夠編寫高效的程序。

SRQ(服務請求)

為了向控制器發送異常發生、發送準備完成的通知等，發出中斷請求，為此設置了SRQ功能。如果發出SRQ請求，SRQ線為“真”，向控制器傳達連接在總線上的某個設備發出了服務請求。然而，只靠SRQ信號分不清哪一設備發出了請求，于是控制器進行輪詢(輿論調查)處理，查清發出了服務請求的設備，并確認內容。

串行查詢

這種方法由控制器向認為發出了服務請求的設備，一臺一臺地依次詢問是否發出了SRQ信號。接到串行查詢的設備向控制器發送被稱為“狀態字節”的1個字節的數據。控制器調查各設備的狀態字節，把握哪一設備發出了服務請求，提出了什么樣的請求。一般多用串行查詢。

并行查詢

這種方法將8根數據線分別分配給1臺設備，一次性調查哪些設備(多8臺設備)發送了SRQ。如果執行并行查詢，各設備向分配的線路發送“0”或者“1”，答復是否向控制器發送了服務請求。

狀態字節

狀態字節(1個字節)與收發數據一樣，被輸出到數據線上。當設備發出了SRQ時，狀態字節的第6位為“真(1)”，沒有發出SRQ的設備為“假(0)”。狀態字節的其余位可以表達各設備固有的含義。例如，可將發出SRQ的原因(計測結束、異常發生等)通知控制器。在被控制器輪詢后，狀態字節的第6位為恢復為“0”。

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接口功能

GPIB的規格將對象設備的功能分割為接口功能和設備功能，規格只規定了接口功能。但是，連接在GPIB上的設備不必安裝所有功能。

設備功能

這是設備固有的部分，不屬于GPIB規格。設備固有的指令、設備的操作方法、測量量程的設定方法等。

接口功能

這是GPIB的規格規定的功能。GPIB通信設備只從各功能中安裝必要的功能。

具備GPIB的裝置的結構

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信息與指令

GPIB準備有規格規定的各種各樣的信息、指令。使用這些控制GPIB通信設備。

多路接口信息

這是為使GPIB連接的設備動作而準備的、規格規定的信息(指令)。這是只有控制器才能使用的信息(指令)，使用數據線(8根)發出多路接口信息。有地址指令、通用指令。

設備信息

這是只有1根信號線才具有意義的信息。當線路為“真”時表示命令開始，為“假”時表示命令結束。

單線信息

這是只有1根信號線才具有意義的信息。當線路為“真”時表示命令開始，為“假”時表示命令結束。

●ATN (Attention)

●IFC (Interface Clear)

●SRQ (Service Request)

●REN (Remote Enable)

●EOI (End or Identify)

地址指令

這是只對特定設備使用、由GPIB規格規定的指令(Command)。

GTL (Go To Local)

將對方設備置于本地狀態。

SDC (Selected Device Clear)

將設備復位到初始狀態。

PPC (Parallel Poll Configure)

設定并行查詢功能的響應位。

GET (Group Execute Trigger)

為設備設置觸發(計測開始等)。

TCT (Take Control)

可將對方設備指名為活動控制器。

通用指令

這是對連接的所有設備使用、由GPIB規格規定的指令(Command)。

LLO (Local Lock-Out)

禁止對方設備的本地功能。

DCL (Device Clear)

將總線上的所有設備置于初始狀態。

PPU (Parallel Poll Unconfigure)

取消并行查詢功能的響應位。

SPE (Serial Poll Enable)

將對方設備置于串行查詢模式。

SPD (Serial Poll Disable)

解除對方設備的串行查詢模式。

UNL (UNLISTEN)

全部解除當前的聽話人指定。

UNT (UNTALK)

全部解除當前的講話人指定。

IEEE488.2共通指令

這是符合IEEE488.2標準的設備可共通使用的指令(Command)。可高效地控制GPIB通信設備。

準備有“*RST”、“*CLS”、“*TRG”、“*IDN?”等的指令、查詢(Query)。

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基礎知識與術語說明

工控機 CPU / 芯片組 存儲器 擴展插槽 顯示器接口

測量控制 模擬量輸入輸出 數字量輸入輸出 電機運動控制 串行通信 GPIB通信

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