总线接口技术--GPIB规范
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（3）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
GPIB母线结构
分 信号线 类 代号
DIO1
数 DIO2 据 DIO3 输 入 DIO4 输 出 DIO5 母 DIO6 线
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。GPIB系统中的计算机一般同时兼有讲者、听者与控者的功能。
4.2.2 GPIB的基本特性
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。
（5） 一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。
4.2.3 GPIB标准接口的机械结构
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。
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。
GPIB接口性能和总线结构
GPIB器件模型
器件X
器件功能 接口功能 本地接口消息
母线结构 远地接口消息
器件消息
器件Y
接口功能 器件功能 本地接口消息
GPIB总线
数据母线：DIO1~DIO8 传送接口消息与器件消息，并行传送8比特数据。用ATN线来标志 传 送的是哪类消息。
挂钩控制母线：DAV（data valid）、NRFD(not ready for data)、NDAC(not data accepted) 执行三线连锁挂钩协议，实现对DIO线的多线消息 传递的挂钩控制
器件
控者器件：系统的指挥者，能够发布各种命令，对接 口系统进行管理，一般采用计算机
讲者器件：当控者退出控制后，能够发布测量数据、 报告内部状态或者发布仪器程控命令的器 件统称为讲者器件
听者器件：凡是能够接收控者发出给指定器件命令或 者接收讲者器件发出的数据、程控命令的 器件统称为听者器件
数据母线
分
信号线
类
代号
信号线名称
使用该线的 接口功能
传递的消息
接口消息
器件消息
数据有效
DAV
SH
DATA VALID
挂
未准备好接收数据
钩 母
NRFD
NOT READY FOR
AH
线
DATA
未收到数据
NDAC
AH
NOT DATA ACCEPTED
DAV RFD DAC
ATN
注意 ATTENTION
C
ATN
接
EOI
接口功能接收，并据之改变的消 息是“接口消息”。经过GPIB 总线传递的接口消息称“远地接 口消息”，在器件内部，器件功 能传给接口功能的接口消息成为 “本地接口消息”。
第二章 GPIB通用数字接口总线
第二节 GPIB的基本特性
GPIB的目标
1.是一种在有限距离内（例如在一个实验室内）的
通用接口系统 2.通过它来实现测试系统内各设备之间的可靠通信 3.被联接的各设备之间可以互相直接通信，而不一 定要通过中介单元（测试控制器）的媒介 4.对被联接设备的特性要求，应提出尽可能少的限 制条件 5.通信是异步的（无需同步） 6.价格低廉，以便亦能适用于廉价的简单测试系统 7.使用起来应相当灵活多样、简单方便，使用者无 需费很大努力即能容易了解、掌握它的使用
第五节 接口功能及其赋予器件的能力
接口功能（Interface Function）:器件与GPIB总线的 一种交互作用 一、 五种基本接口功能： SH &AH. T & L. C 这五种接口功能管理和控 制多线消息字节双向，异步，正确传递 1.源方SH和受方AH挂钩功能
利用三条挂钩线实现三线连锁挂钩，保证DIO线上
接口功能 听者 器件功能
控者 讲者 控制和 数据处理
听者 讲者
听者
听者
程控
测量仪器
输出 被测设备 DUT
信号源
激励
记录仪
硬复制
器件
用户编程
第四节 数字总线结构
一、 数据线 ：DIO8~DIO1
（双向异步传递两种多线消息字节） 器件消息（ /ATN=数据工作方式 ）：程控命 令、测量数据、STB 接口消息（ ATN=命令工作方式 ）：通令、 专令、地址、副令
第三节 GPIB器件模型
三、设备在GPIB系统中的地位
从系统组建角度出发，每个设备的地位是相同的；
但它们在完成给定目的和执行操作的地位上是不相 同的 从接口功能管理上看： 讲或听器件；GPIB总线“控者/ Controller” 从测试系统进行的操作或从器件消息传递角度出发： “测试系统控制器(Test System Controller)”/“测 试控制器/主控器/主控机”； “器件（Device）”
GPIB(General-Purpose Interface Bus)-通用接口总线
gpibGPIB（General-Purpose Interface Bus）-通用接口总线大多数打印机就是通过GPIB线以及GPIB接口于电脑相连。
GPIB 简介1965年惠普公司设计HP-IB1975年HP-IB变成IEEE-488标准1987年IEEE488.2被采纳, IEEE 488-1978变成IEEE488.1-1987 1990年SCPI规范被引入IEEE 488仪器1992年修订IEEE 488.21993年NI公司提出HS4881965年, 惠普公司（Hewlett-Packard）设计了惠普接口总线（HP-IB, 用于连接惠普的计算机和可编程仪器.由于其高转换速率（通常可达1Mbytes/s）, 这种接口总线得到普遍认可, 并被接收为IEEE标准488-1975和ANSI/IEEE标准488.1-1987. 后来, GPIB比HP-IB的名称用得更广泛. ANSI /IEEE 488.2 -1987加强了原来的标准, 精确定义了控制器和仪器的通讯方式. 可编程仪器的标准命令（Standard Commands for Programmable Instruments, SCPI）采纳了IEEE488.2定义的命令结构,创建了一整套编程命令.多仪器的星型组合和线型组合我们使用一台计算机，通过GPIB控制卡可以实现和一台或多台仪器的听、讲、控功能，并组成仪器系统，使我们的测试和测量工作变得快捷, 简便, 精确和高效。
通过GPIB电缆的连接，可以方便地实现星型组合、线型组合或者二者的组合。
是一种工程控制用的协议。
最初由HP公司提出，目前成为一种国际标准，遵守的协议为IEEE488。
一般被用来使用任何编程语言如VB、Vc、C++实现电脑对仪器的控制。
当然也有某些仪器制造商自己开发的语言支持GPIB。
如keithley公司使用的testpoint，NI公司的labview 等。
实现这种控制首先要被控仪器支持GPIB，其次，工控机安装IEEE488卡，并通过gpib线连接两个设备。
3.2GPIB通用总线接口
GP－IB标准接口系统的基本特性如下：
• 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。
• 数据传输采用并行、串行、三线联锁挂钩技术、双 向异步传输方式，其最大传输率不超过1兆字节每 秒。
• 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。
GP－IB标准接口总线中的16条信号线按功能分为 以下三组：
（1）8条双向数据总线（DIO1～DIO8） 其作用是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。
（2）3条数据挂钩联络线（DAV、NRFD和 NDAC）
（8）控制器发出电桥的讲地址，使电桥成为讲者；又发出数 字电压表的听地址，使数字电压表成为听者。于是数字电压 表便测量电桥送来的测量信号。 （9）控制器又发出通令，取消听受命状态。 （10）控制器又发出数字电压表的讲地址，电桥讲者资格被 自动取消，数字电压表成为讲者。 （11）控制器使自己成为听者，于是数字电压表的测量结果 就送至计算机。 （12）计算机处理完测量数据后，它又作为控者清除接口， 并发出打印机的听地址。 （13）打印机打印计算机送来的数据。 （14）打印机打印完数据后，控制器又选择下一个 压力传感器，开始新的循环。
系统运行的大致工作流程如下： （1）控制器通过C功能发出REN（远程控制线）消息，使 系统中所有装置都处于控者的控制之下。 （2）控制器通过C功能发出IFC（接口清除线）消息，使系 统中所有装置都处于初始状态。 （3）控制器发出扫描器的听地址，扫描器接收寻址后成为 听者。 （4）控制器通过T功能向扫描器发出一个程控命令，使扫描 器选择一个指定的传感器。 （5）控制器发出通令，取消扫描器的听受命状态。 （6 ）控制器发出电桥的听地址，电桥接收寻址成为听者 后，就接收由选定选定传感器送来的数据。 （7）控制器通令，取消电桥的听受命状态。
gpib原理
gpib原理GPIB原理GPIB（General Purpose Interface Bus）是一种通用的接口总线标准，广泛应用于科学仪器、测试设备和工业自动化等领域。
本文将介绍GPIB的原理及其应用。
一、GPIB的基本原理GPIB接口采用并行传输方式，由一个主控设备（通常是计算机）和多个从控设备组成。
主控设备通过GPIB控制器与从控设备进行通信。
GPIB总线上的每个设备都有一个唯一的地址，主控设备通过发送命令和查询来控制每个设备的操作。
GPIB总线使用了差分信号传输方式，可以在比较长的距离上传输数据，同时能有效地抵抗噪声干扰。
它采用了令牌传递的控制方式，只有获得令牌的设备才能发送数据，从而确保通信的顺序性和可靠性。
二、GPIB的通信协议GPIB的通信协议是基于SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments）命令集的。
SCPI是一种通用的仪器控制语言，可以实现设备之间的互操作性。
在GPIB通信中，主控设备通过发送命令和查询来控制从控设备的操作。
命令可以是设定参数、启动测量等操作，而查询则是获取设备状态、读取测量结果等操作。
从控设备接收到命令后，执行相应的操作并将结果返回给主控设备。
SCPI命令由一系列的关键字和参数组成，通过一定的语法规则进行解析和执行。
主控设备需要了解每个设备支持的命令和参数，才能正确地与设备进行通信。
三、GPIB的应用领域GPIB接口在科学仪器、测试设备和工业自动化等领域有着广泛的应用。
在科学仪器领域，GPIB接口常用于控制实验室中的各种仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等。
通过GPIB接口，可以实现对仪器的远程控制和数据采集，提高实验效率。
在测试设备领域，GPIB接口广泛应用于自动测试系统（ATE）。
自动测试系统通常由多个测试设备组成，通过GPIB接口与主控计算机连接。
主控计算机可以发送测试任务到各个测试设备，并读取测试结果，实现高效的自动化测试。
GPIB简介
GPIB总线标准的历史沿革z1965年，惠普公司（HP）设计出HP-IB仪器接口总线，用于将其自行设计生产的一系列可编程仪器与计算机进行连接;z1975年，美国电气与电子工程师协会（IEEE）采纳了HP-IB技术并将其加以推广。
1978年，IEEE颁布了标准文件IEEE std488-1978，又称为GPIB（General Purpose Interface Bus）总线标准（GPIB是24针接口）;z1979年，国际电工委员会（IEC）承认了这种接口系统，颁布了IEC-625-79和IEC-625-80两个标准文件（IEC-625是25针接口）; z1984年，我国颁布了ZBY207.1-84和ZBY207.2-84两个文本作为标准;z1987年，IEEE488-1978标准提升为IEEE488.1-1987，全称是“用于可编程仪器的IEEE标准数字化接口；z但是，IEEE488.1-1987标准仍存在不足。
为此，IEEE又同时建立了IEEE488.2-1987标准；z1990年4月公布的可编程的仪器命令集SCPI则解决了器件的标准化；z1992年，IEEE488.2-1987标准又进行了新一轮的修改，变更成为IEEE488.2-1992标准。
GPIB仪器的连接方法和工作方式 z GPIB总线一共由16根线组成（未包括8根地回线），其中有8根数据线DB0 to DB7，3根握手线（NRFD、DAV、NDAC），5根总线控制线（ATN、SRQ、IFC、REN和EOI）;z GPIB总线是一种采用异步数据传送方式的双向总线；z GPIB总线上的信息按位（bit）并行、字节（byte）串行的方式传送。
所以称为位并行，字节串行。
GPIB系统连接的基本配置要求z如下图所示，设备可以处于以下任何一种角色之中或者同时扮演几种角色:¾空闲（IDLE），什么事也不做；¾听者（LISTENER），从讲者处接收信息；¾讲者（TALKER），向一个或多个听者发送数据；¾控制器（CONTROLLER）。
《GPIB总线接口》课件
GPIB通用总线接口的发展趋势
发展历程
GPIB通用总线接口经历了多年的发展和演进。
未来发展趋势
GPIB通用总线接口将更加智能化、高速化，并与其 他接口标准进行融合。
总结
重要性
GPIB通用总线接口在仪器仪表和计算机外设的数据传输中起到了重要的作用。
应用前景
GPIB通用总线接口在各个领域的应用前景广阔，有着巨大的发展潜力。
1 优点
2 缺点
GPIB通用总线接口具有高速性能、可靠性强、 连接设备数量多的优点。
与其他接口相比，GPIB通用总线接口的成本 较高，且线缆长度限制较短。
GPIB通用总线接口的应用领域
1
仪器仪表
GPIB通用总线接口广泛应用于各类仪器仪表，如示波器、信号发生器等。
2
计算机外设
GPIB通用总线接口也被用于连接计算机外设，如打印机、扫描仪等。
作用
GPIB通用总线接口实现了设备之间的连接和数 据传输，提供了高速、可靠的通信方式。
GPIB通用总线接口的工作原理
传输原理
GPIB通用总线接口采用并行传输方式，可以同时传 输多个数据位。
物理结构
GPIB通用总线接口包括控制器（主机）和设备（从 机
注：本PPT课件内容由XXX老师编写，仅供学习参考使用。
《GPIB通用总线接口》 PPT课件
GPIB通用总线接口是一种用于仪器仪表和计算机外设之间进行数据传输的标 准接口。本PPT课件将介绍GPIB通用总线接口的定义、作用以及其在不同领域 的应用。
什么是GPIB通用总线接口？
定义
GPIB通用总线接口是一种用于仪器仪表和计算 机外设之间传输数据的标准接口协议。
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4.GPIB配置要求 ✓ 总线上任意两台仪器之间的最大间隔为4m，各个仪器之间的平均间隔
为2m ✓ 电缆总长度最多不超过20m ✓ 每一总线上连接的装置负载，不应多于15台，其中接通电源的设备不
得少于三分之二
总线接口技术
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GPIB规范
对于速度更高的系统应遵守下属规定： ✓ 电缆总长度最多不超过15m，而且，每米电缆带有一台仪器负载。 ✓ 总线上的所有仪器，均应接通电源。 ✓ 所用仪器使用48mA三态驱动器。 ✓ GPIB仪器的输入/输出电容，应当小于50pF。
总线接口技术
----GPIB规范
总线接口技术
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GPIB规范
GPIB规范 通用接口总线（General-Purpose Interface Bus，GPIB）是一种设备和计 算机连接的总线。大多数台式仪器是通过GPIB线以及GPIB接口与电脑 相连。
总线接口技术
3
GPIB规范
GPIB规范 ✓ GPIB接口是24线的并行总线接口
GPIB接口的构成
总线接口技术
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GPIB规范
✓ 数据线 • 8条数据线传输数据和命令信息，所有命令和大部分数据使用7位 的ASCII码
✓ 握手线
总线接口技术
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GPIB规范
✓ 接口管理线 • 注意线(ATN) • 服务请求线(SRQ) • 结束或识别线(EOI) • 远程启动线(REN) • 接口清除线(IFC)