第4章智能仪器通信接口

（ATN，IFC，REN，EOI和 SRQ） 作用：控制GP－IB总线 接口的状态
二、 GP－IB标准接口的总线结构 五条接口管理控制线的定义如下：
ATN （ATTENTION）注意线： 此线由控制者使用，用来指明数据线上 数据的类型。当ATN为1时，数据总线上的信息是由控制者发出的接口消息， 这时，一切设备一、均要接收这些信息。当ANT为0时，数据总线上的信息是 受命为讲者的设备发出的仪器消息，一切受命为听者的设备都必须听。 IFC（INTERFACE CLEAR）接口清除线： 由控制者使用，当IFC为1时， 整个接口系统恢复到初始状态。
三、 接口消息及编码
总线消息的分类：
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。
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。多线接 口消息采用了7位编码，主要分为通令、 指令、地址和副令 （副地址）四类，如下表所示。
4.1.2
接口功能与接口消息
一、 仪器功能与接口功能
自动测试系统中的任何一个仪器装置都分为两部分： 一、仪器设备本身，它产生该仪器装置所具备的仪器功能；
二、接口部分，它产生该仪器装置所需要的接口功能。
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。 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。
为保证接口系统的标准化和相容性，各仪器设备接口的设 计必须遵照GP－IB标准的各项有关规定，不能自行规定标准以 外的任何新的接口功能。
4.1.2
接口功能与接口消息
二、 接口功能的配置
GP－IB标准把实现自动测量和控制所必须具有的全部逻 辑功能概括为十种接口功能：
1、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。 2、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）。 源挂钩功能为讲者功能和控者功能服务。它利用DAV控制线向受者挂钩 功能表示发送的数据是否有效；
仪器消息是与仪器自身工作密切相关的信息，它只被仪器部分所接收和 使用，虽然仪器消息通过接口功能进行传递，但它不改变接口功能的状态。
接口消息和仪器消息的传递范围如图所示。
二、 GP－IB标准接口的总线结构
总线是一条24芯电缆，其中16条为信号线，其余为地线及屏蔽 线。电缆两端是双列24芯叠式结构插头。
数据未就绪线： 只要被指定为听者的听者中有一个尚未准备好接收数据， NRFD线就为低，示意讲者暂不要发出信息。
NDAC（NOT DATA ACCEPTED）
数据未收到线： 只要被指定为听者的听者中有一个尚未从数据总线上 接收完数据，NDAC就为低，示意讲者暂不要撤掉数据总线上的信息。
下图为一个讲者与数个听者之间传递数据的三线挂钩简单时序：
下图为一个讲者与数个听者之间传递数据的三线挂钩简单时序：
假定地址 已发送，听者 和讲者均已受 命。三线挂钩 过程如下：
（5） 当讲者检出NDAC为高，就令DAV为高，表示总线上的数 据不再有效。 （6） 听者检出DAV为高电平，就令NDAC再次变为低电平， 以 准备进行下一个循环过程。 显然，三线挂钩技术可以协调快慢不同的设备可靠地在总线 上进行信息传递。
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。
服务请求功能（SR）： 当系统中某一装置在运行时遇到某些情况时（ 例 如测量已完毕、出现故障等），能向系统控者提出服务请求的能力。
并行点名功能（PP）： 系统控者为快速查询请求服务装置而设置的并行 点名能力。只有配备PP功能的装置才能对控者的并行点名做出响应。
远控本控功能（R／L）：选择远地和本地两个工作状态的能力。 装置触发功能（DT）： 使装置能从总线接收到触发信息，以便进行触发 操作。在一些要进行触发操作或同步操作装置的接口中，必须设置DT功能。 装置清除功能（DC）： 能使仪器装置接收清除信息并返回到初始状态。 系统控者通过总线命令使那些配置有DC功能的装置同时或有选择地被清除而 回到初始状态。 并非每台装置都必须具有十种接口功能。例如一台数字电压表要接收程 控命令，也发送测量数据，因而一般应配置除控者之外的其他的九种功能； 一台信号源或打印机只需“听”，所以通常只需配置AH，L， R/L和DT等接 口功能。很显然，除了控者的其他所有装置都无需配置C功能。
第4章 智能仪器通信接口
4.1 4.2 4.3 4.4
GP-IB通用接口总线 GP-IB接口电路的设计 串行通信总线 串行通信接口电路的设计
第4章 智能仪器通信接口
智能仪器一般都设置通信接口，以便能够实现程控，方 便用户构成自动测试系统。为了使不同厂家生产的任何型号 的仪器都可以直接用一条无源电缆连接起来，世界各国都在 按同一标准设计智能仪器的通信接口电路。目前国际上采用 的仪器标准接口有GP-IB，CAMAC，RS232，USB等。
（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。
二、 GP－IB标准接口的总线结构
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。
16条信号线按功能可分为以下三组：
（2） 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。
二、 GP－IB标准接口的总线结构
16条信号线按功能可分为以下三组：
（3）5条接口管理控制线
一、 GP-IB标准接口系统的基本特性 GP-IB标准接口系统的基本特性如下：
（1） 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”。
REN（REMOTE ENABLE） 远程控制线： 由控制者使用，当REN为1 时，仪器可能出于远程工作状态，从而封锁设备面板的手工操作。当REN为0 时，仪器处于本地方式。 SRQ（SERVICE REQUEST）服务请求线： 所有设备都与这条“线或” 在一起，任一设备将此线变为低态(SRQ为1），即表示向控者提出服务请求， 然后控者再通过依次查询确定提出请求的设备。 EOI（END OR IDENTIFY） 结束或识别线，与ATN配合使用，当EOI为1， ATN为0时，表示讲着已传递完一组数据，当EOI为1时，表示控者要进行识别 操作，要求设备把他们的状态放在数据线上。
下图为一个讲者与数个听者之间传递数据的三线挂钩简单时序：
假定地址 已发送，听者 和讲者均已受 命。三线挂钩 过程如下：
（3） 听者发现DAV线呈低电平，就令NRFD呈低电平，表示准 备接收数据。 （4） 在接收数据的过程中，NDAC线一直保持低电平，直至每 个听者都接收完数据，才上升为高电平。所有听者也是“线或” 接到NDAC线上。
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。
GP－IB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GP－IB标准接口。 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，GP－IB，IEC－IB等多种称谓，但日渐 普遍使用的名称是GP－IB。
假定地址 已发送，听者 和讲者均已受 命。三线挂钩 过程如下：
（1） 听者使NRFD呈高电平，表示已做好接收准备，总线上所 有听者是“线或”连接至NRFD线上，因此只要有一个听者未做 好准备，NRFD就呈低电平。 （2） 表示DIO线上的数据已经稳定且有效。
三、 接口消息及编码
总线消息的分类： 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。 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）。