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1、数字化医疗仪器第四章数字化仪器通信接口4.1GP-IB通用接口总线4.4.1GP-IB标准接口系统概述GP-IB(GeneralPurposeInterfaceBus)---是国际通用的仪器接口标准.一、GP-IB标准接口系统的基本特性该标准包括接口和总线两部分.接口部分:由各种逻辑电路组成,与各仪器装置安装在一起,用于对传送的信息进行发送、接受、编码和译码.总线部分:是一条无源的多芯电缆,用作传输各种消息.图4-1系统中,要进行联络至少有讲者,听者,控者三类装置.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。听
2、者:是通过总线接受由讲者发出消息的装置。如打印机、信号源等.控者:是数据传输过程中的组织者和控制者。如计算机。对于系统中的某一台装置可以具有三要素(讲者,听者,控者)中的一个，二个或全部。GP-IB系统中的计算机一般同时具有讲者、听者、控者的功能。GP-IB标准接口系统的基本特性如下:P91~92GP-IB标准接口系统二.GP-IB标准接口的总线结构24芯电缆：其中16条被用做信号线，其余被用做逻辑地线及屏蔽线。总线上传递的各种信息通称为消息，见下图：接口消息和仪器消息接口消息:管理接口部分完成各种接口功能的信息，它由控者发出，只被接口部分
3、所接受和利用。仪器消息:与仪器自身工作密切相关的信息，只被仪器部分接受和利用。GP-IB标准接口总线中的16条线按功能可分为三组：1、8条双向数据总线2、3条数据挂钩联络线(三线挂钩原理)控制数据总线的时序，保证数据总线正确、有节奏地传输数据，称为三线挂钩技术DAV:数据有效线NRFD:数据未就绪线NDAC:数据未收到线3、5条接口管理控制线作用是控制GP-IB总线接口的状态。ATN:注意线IFC:接口清除线REN:远程控制线SRQ:服务请求线EOI:结束或识别线三、三线挂钩原理见下图三线挂钩简单时序4.1.2接口功能和接口消息一、仪器功能
4、与接口功能仪器功能:把收到的控制信息变成仪器设备的实际动作。接口功能:是指完成系统中各仪器设备之间正确通信,确保系统正常工作的能力。二、接口功能的配置(十种接口功能)三、接口消息及编码按用途分,总线上传递的消息可分为①接口消息②仪器消息按传递的途径分:①本地消息②远地消息按信号线的数目分:①单线消息:无需编码。②多线消息:需统一编码，表4-1仪器消息也有明确的编码与格式.4.1.3GP-IB标准接口系统的运行(图4-4)自动测试系统框图4.2串行通信总线4.2.1串行通信基本方式构成字符的每个二进制数据位,依照一定的顺序逐位进行传送的通信方
5、式。串行通信分为:同步通信和异步通信。同步通信:传输速度快,实用性差,容易出错。异步通信:传输速度较慢,出错率低。4.2.2串行通信协议串行数据由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成：串行通信方式在异步通信中,接受和发送双方必须保持相同的传送速率即波特率。波特率:每秒传送的二进制数(比特/秒)。典型:1200,2400,4800,9600,19200bit/s等。4.2.3RS-232C标准(图4-16)RS-232C标准联结图25针的连接器,最常用的是9个通信信号①基本数据传送信号②调制解调器控制信号基本数据传送信号TXD:发送数据信号
6、.RXD:接受数据信号.GND:地信号.Modem控制信号从计算机到Modem信号:DTS:数据终端就绪信号.RTS:请求发送信号.从Modem到计算机信号DSR:数据装置就绪信号.CTS:允许发送信号.DCD:数据载波检测信号.RI:振铃指令信号.在实际的微机及微机化设备的通信中,不需要Modem.下图中只使用了TXD、RXD和GND三根线：“零调制解调器”联结图RS-232C标准使用负逻辑‘1’在-5V~-15V;‘0’在+5V~+15V.不与TTL兼容,必须进行电平转换.传输线驱动器MC1488;传输线接受器MC1489.图4-18R
7、S232C与TTL电平变换器4.3串行通信接口电路的设计4.3.1智能仪器串行通信接口的结构一、串行通信接口的扩展串行接口完成串并转换，它与CPU的数据接口是并行的，而与外界的数据接口应是串行的，图4-19。二、MCS-51串行通信接口结构及通信方式图4-20MCS-51内部有一个全双工的串行口。内部有两个独立的接受，发送缓冲器SBUF。公用一个地址99H，使用同一标号SBUF由SCON，PCON控制串行口的工作方式及波特率。定时器T1作为波特率发生器。采用8250的串行接口扩展电路MCS-51串行口原理图SCON:包含串行口的方式选择位，
8、接受发送控制位和串行口的状态标志,地址为98H，可位寻址。格式如下SM0、SM1：为串行口的方式选择位，见下表：位功能SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI位地址9F9E9
