虚拟仪器总线接口技术课件.ppt

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1、第2章虚拟仪器总线接口技术第2章虚拟仪器总线接口技术教学内容GPIB通用接口总线VXI总线PXI总线LXI总线InstrumentDriver2.1GPIB总线（GeneralPurposeInterfaceBus，GPIB）是国际通用的仪器接口标准，是专门为仪器控制应用而设计的。这套接口系统最初由美国HP公司提出，后被美国电气与电子工程师协会(IEEE)和国际电工委员会(IEC)接受为程控仪器和自动测控系统的标准接口，因此，也称IEEE488接口或IEC625接口，目前的协议是488.2。2.1.1GPIB的基本性能①设备容量设备容量是指GPIB接口系统中仪器和计算机的总容量，通常可

2、连接的仪器数目最多为15台；②传输距离互连电缆的传输路经总长不超过20m，或者装置数目与装置之间距离的乘积不超过20m；③数传速度最高可达1Mbyte/s；④地址容量GPIB标准规定采用5个比特位的编码来表示地址，地址容量为31个；⑤信息逻辑总线上信息逻辑采用负逻辑，规定：低电平（≦+0.8V）为逻辑“1”，高电平（≥+2.0V）为逻辑“0”；⑥数传方式数据传输方式可以为：字节串行、位并行，双向异步传输。2.1.2GPIB器件及接口功能采用GPIB总线互连的仪器、设备是多种多样的，它们有的很复杂，像计算机、网络分析仪等，有的很简单，如开关器、衰减器等。但从仪器系统组建的角度出发，它们都

3、是系统中的一个逻辑单元，仅是测试功能不同而已；为了简单和统一起见，把这些复杂程度和功能能力不同的、执行IEEE488.2协议的各种设备统称为“GPIB器件”；简单的说，凡配备了GPIB接口的独立装置统称为器件。1.GPIB器件器件职能在GPIB系统中，不同的器件承担着不同的任务，行使不同的职能，这些职能可归纳为控者职能、讲者职能和听者职能。①控者职能控者是对系统进行控制的设备，具有控制整个系统协调工作的能力；②讲者职能讲者是通过接口发送各种数据和信息的设备；③听者职能听者是能够通过接口接收数据的仪器设备。2.GPIB接口功能①听功能：接收信号、数据②讲功能：发送信号、数据③控功能：通过

4、微处理器发布各种命令④源握手功能：为讲功能和控功能服务⑤受握手功能：为听功能服务⑥服务请求功能：量程益出、震荡器停止等意外故障发生时，主动向控者提出请求，以进行相应处理。⑦并行点名功能：快速查询请求服务装置，速度快⑧远地/本地功能：选择远地或本地工作方式⑨触发功能：产生一个内部触发信号，以启动有关仪器功能进行工作⑩清除功能：产生一个内部清除信号，使某仪器功能回到初始状态。3.GPIB消息消息：在GPIB接口系统中，在总线上传送的所有信息统称为消息；按消息的用途，消息可分为接口消息和器件消息；按消息传送路径的不同，消息可分为远地消息和本地消息。器件消息接口消息器件功能器件功能接口功能接口

5、功能总线本地消息本地消息2.1.3GPIB总线结构GPIB总线是一条24芯的无源电缆线，其中16条为信号线，其余用作逻辑地或外屏蔽。1.GPIB总线描述引脚分布16条信号线按功能分为：8根双向8位数据线3根数据挂钩联络线5根接口管理控制线引脚分配对应关系：10:SRQ11:ATN12:机壳地13~16:DIO5~DIO817:REN18~24:地1~4：DIO1~DIO45:EOI6:DAV7:NRFD8:NDAC9:IFC2.GPIB电缆及电缆接插头3.GPIB三线挂钩原理系统内部每传送一个字节信息都有一次三线联络的过程，其时序如图。2.1.4GPIB仪器系统GPIB设备的串行连接G

6、PIB设备的星型连接2.2VXI总线VXI总线标准是在VME总线和GPIB总线基础上发展的一种新型仪器系统总线。VXI(VMEbusExtensionsforInstrumentation)VME(VersabusModuleEuropean)VXI总线以其开放的系统结构、模块化的设计、紧凑的机械结构、良好的电磁兼容性，以及可靠性高、小型便携和灵活通信能力等一系列优点满足了工业领域需求，被公认为21世纪仪器总线系统和自动测试系统的优秀平台。VXIusesstandardtechnologyGPIBVMEbusVXI基于VME和GPIB2.2.1VXI总线的特点1)模块式结构；2)高速数

7、据吞吐量；VXI总线底板数据传输速率理论上可达40Mbyte/s；3)小型化；4)可靠性高，可维护性好；5)适应性、灵活性强。2.2.2VXI器件、模块与机箱VXI测试系统采用器件→模块→机箱的方式构成系统；VXI系统的全部总线均集中在多层印刷电路板内，模块与VXI总线通过连接器连接；电源和冷却散热装置为机箱内的全部器件共用；良好的电磁兼容性。1.VXI器件器件是组成VXI总线系统最基本的逻辑单元；通常，一个器件占据一块VXI模块，但也允许在一