Bộ chuyển đổi giao diện GPIB-RS-232

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Công nghệ đo lường

 Bình luận bài viết

Nhiều thiết bị đo hiện đại được trang bị giao diện IEEE488, ở phương Tây được gọi là GPIB (Bus giao diện mục đích chung) và ở Nga là CPC (kênh sử dụng chung theo GOST 26.003-80). Nó cho phép bạn kết hợp các thiết bị vào hệ thống đo lường tự động. Nhưng để kiểm soát một phức tạp như vậy, bạn cần một máy tính được trang bị bộ điều hợp cho giao diện này. Nó không có sẵn trong cấu hình điển hình của hầu hết các máy tính cá nhân và là một sản phẩm độc lập, nó không hề rẻ. Thiết bị được đề xuất sẽ cho phép sử dụng cổng COM máy tính tiêu chuẩn để điều khiển kênh công cộng và trao đổi thông tin qua đó.

Trước hết, bạn cần hiểu các nguyên tắc cơ bản của giao diện GPIB. Tổ chức của nó có thể được so sánh với các hoạt động của bất kỳ ủy ban nào: chủ tịch quyết định thành viên nào của ủy ban phát biểu và thành viên nào lắng nghe. Theo đó, các thiết bị hoạt động ở ba chế độ được kết nối với kênh công cộng trên một bus chung: bộ điều khiển (controller), người nói (talker) và người nghe (listener). Người nghe chỉ nhận được thông tin. Cho phép tối đa 14 người nghe cùng một lúc. Người nói được phép truyền tải thông tin. Mỗi lần chỉ được phép có một người nói.

Bộ điều khiển (bộ điều khiển) kết hợp các chức năng của người nghe và người nói, ngoài ra, nó có thể giải quyết tất cả các thiết bị khác. Tổ hợp các thiết bị được kết nối bởi bus GPIB chỉ nên bao gồm một bộ điều khiển.

Tất cả các thiết bị được kết nối song song qua 16 đường tín hiệu và 1 đường dây chung. Logic tiêu cực được sử dụng: mức tín hiệu thấp - nhật ký. 0 (đúng), mức cao - nhật ký. XNUMX (sai). Các đường tín hiệu được chia thành ba nhóm: thông tin, đồng bộ truyền byte và điều khiển giao diện.

Các dòng thông tin DIO1-DIO8 (LD0-LD7) tạo thành một bus dữ liệu hai chiều tám bit. Thông thường, thông tin được truyền ở dạng văn bản sử dụng mã ASCII gồm bảy chữ số (Mã tiêu chuẩn Mỹ để trao đổi thông tin) hoặc KOI-7 tương đương trong nước. Ví dụ: để truyền số 123, mã ASCII cho các chữ số 1 (0110001), 2 (0110010) và 3 (0110011) được truyền lần lượt. Các lệnh giao diện, địa chỉ và lệnh điều khiển thiết bị cũng được truyền qua bus dữ liệu.
Các đường đồng hồ điều phối việc truyền các byte tám bit qua bus dữ liệu. Do sự tương tác của người nói với người nghe hoặc người nghe, nếu có một vài người trong số họ, tốc độ truyền được chọn tự động trên các đường này, dựa trên khả năng của những người tham gia tích cực trong cuộc trao đổi. Do đó, có thể kết nối các thiết bị có tốc độ khác nhau bằng một kênh chung. Các thiết bị không tham gia trao đổi vẫn bị động.

Tổng cộng có ba dòng đồng bộ hóa. Mức thấp trên đường DAV (Dữ liệu hợp lệ) hoặc SD (Đồng bộ hóa dữ liệu) chỉ được người nói đặt nếu thông tin do anh ta xuất ra trên bus dữ liệu là đáng tin cậy và người nghe nhận được tín hiệu sẵn sàng chấp nhận nó - mức cao mức trên dòng NRFD (Chưa Sẵn sàng. Đối với Dữ liệu) hoặc GP (Sẵn sàng Nhận). Mức thấp (log. 1) trên dòng này có nghĩa là chưa sẵn sàng nhận. Do đầu ra tín hiệu NRFD của tất cả các thiết bị là bộ thu mở và được kết nối song song nên sẽ không có mức cao ở đây cho đến khi có ít nhất một người nghe sẵn sàng nhận.

Hình 1

Tương tự, mức cao trên dòng NDAC (Không chấp nhận dữ liệu) hoặc DP (Đã chấp nhận dữ liệu) cho biết người nghe đã nhận được thông tin thành công. Như với dòng NRFD, không thể có mức cao trên dòng NDAC cho đến khi tất cả người nghe đã đặt nó.

Sơ đồ thời gian chu kỳ truyền byte được hiển thị trong hình. 1, trong đó ghi nhận các thời điểm đặc trưng sau:

T_1 - tất cả người nghe đã sẵn sàng nhận một byte;
T0 - người nói báo cáo rằng anh ta đã gửi một byte đến bus dữ liệu;
T1 - người nghe đã bắt đầu nhận và xử lý một byte và báo cáo rằng nó chưa sẵn sàng để nhận cái tiếp theo;
T2 - người nghe nhận được một byte;
T3 - loa báo byte trên bus dữ liệu không còn hiệu lực;
T4 - người nghe loại bỏ tín hiệu nhận xong để chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo;
T5, T6 - tương tự T-1, To của chu kỳ trước.
Năm dòng điều khiển giao diện được thiết kế để cho những người được kết nối với kênh công cộng biết phải thực hiện hành động gì, ở chế độ nào và cách phản hồi các lệnh. Thông tin chi tiết về mục đích của những dòng này chứa bảng. một.

Bảng 1

Mỗi thiết bị được kết nối bởi một kênh chia sẻ được gán một địa chỉ duy nhất. Để giải quyết một thiết bị cụ thể, bộ điều khiển sẽ truyền địa chỉ của nó ở chế độ lệnh (khi đường ATN ở mức thấp). Địa chỉ chiếm năm bit ít quan trọng nhất của một byte và có thể nằm trong phạm vi 0-30, giá trị 31 được dành riêng cho các lệnh giao diện chung. Bất kỳ thiết bị nào được trang bị giao diện GPIB đều có các phương tiện để cài đặt và thay đổi địa chỉ của nó, chẳng hạn như năm nút nhảy có thể tháo rời trên bảng điều khiển phía sau. Bằng các bit DIO6 và ​​DIO7 của byte địa chỉ, bộ điều khiển đặt mục đích chức năng của thiết bị. Khi thấp trên dòng DIO6, đây là người nghe và trên dòng DIO7, nó là loa.

Hình 2

Sơ đồ của bộ chuyển đổi giao diện GPIB sang RS-232 do tác giả phát triển được hiển thị trong hình. 2. Một điện áp cung cấp xoay chiều hoặc không đổi của bất kỳ cực nào được cung cấp cho đầu nối X1. Cầu đi-ốt VD1 chỉnh lưu nó hoặc dẫn đến cực tính mong muốn và bộ ổn định tích hợp đưa nó về giá trị 5 V cần thiết để cấp nguồn cho các vi mạch.

Ổ cắm X2 được kết nối với phích cắm của một trong các cổng COM của máy tính. Chip DA1 khớp các mức tín hiệu của giao diện RS-232 với các mức tín hiệu được nhận và tạo bởi bộ vi điều khiển DD1. Giá trị tần số của bộ cộng hưởng thạch anh ZQ1 được chỉ ra trong sơ đồ cung cấp cài đặt chính xác về tốc độ trao đổi thông tin tiêu chuẩn với máy tính.

Khả năng chịu tải cao trên bus dữ liệu giao diện GPIB (DIO1 - DIO8) được cung cấp bởi chip thu phát hai chiều DD2. Nếu bạn cần kết nối nhiều hơn năm hoặc sáu thiết bị với một kênh công cộng, bạn cũng có thể phải khuếch đại tín hiệu trên các đường giao diện khác.

Đèn LED HL1 cho biết việc trao đổi thông tin đang diễn ra với các thiết bị được kết nối với kênh công cộng và HL2 cho biết sự hiện diện của điện áp nguồn bộ chuyển đổi.

Phích cắm HZ được thiết kế để lập trình vi điều khiển DD1, đã được cài đặt trên bảng chuyển đổi. Nếu nó được lập trình sẵn với một lập trình viên, thì không cần đầu nối này. Cấu hình vi điều khiển phải được thiết lập như sau: byte mở rộng (extended) - OxFF, byte cao (high) - OxDF, byte thấp (low) - OxDE.

Ổ cắm X4 - RPM7-24G-PB-V, tiêu chuẩn cho giao diện GPIB (KOP). Vị trí và mục đích của các liên hệ của nó được hiển thị trong hình. 3. Nút SB 1 được sử dụng để khởi động lại bộ vi điều khiển sau khi chương trình bị lỗi.

Hình 3

Sự xuất hiện của bộ chuyển đổi được lắp ráp trên bảng mạch được hiển thị trong hình. 4. Sau khi lắp ráp, nó phải được kết nối với máy tính và chạy bất kỳ chương trình đầu cuối nào. Tôi đã sử dụng chương trình RS232 Pro.

Các tham số kết nối phải là: tốc độ baud 115200, không chẵn lẻ, một chữ số trong bảng. Bộ chuyển đổi thực hiện các chức năng của bộ điều khiển kênh truy cập dùng chung, thực hiện các lệnh được đưa ra trong Bảng 232, được cung cấp qua RS-2. XNUMX.

Mỗi trong số chúng bao gồm hai ký tự - một mã định danh và một tham số. Ví dụ, ký hiệu $ xác định một nhóm các lệnh dùng một lần. Ký tự (số) theo sau nó chọn một lệnh cụ thể từ nhóm này. Mã định danh # có nghĩa là mã ASCII của ký tự đi kèm với nó phải được truyền qua giao diện GPIB.

Lệnh $6 bắt đầu bỏ phiếu song song của nhiều đồ đạc. Nó thường được đưa ra sau khi bộ điều khiển nhận được yêu cầu dịch vụ (SRQ=1) để xác định vật cố định nào cần chú ý. Để báo hiệu điều này, mỗi người trong số họ được gán một bit nhất định của bus dữ liệu (DIO). Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng các nút nhảy có thể tháo rời trên bảng điều khiển hoặc bằng các lệnh giao diện PPC (Cấu hình thăm dò song song - Cấu hình thăm dò song song) do bộ điều khiển đưa ra. Sau khi bắt đầu bỏ phiếu song song, chỉ cần đọc trạng thái của các dòng DIO7-DIO1 với sự trợ giúp của lệnh $8 và phân tích nó.

Bỏ phiếu nối tiếp chậm hơn bỏ phiếu song song, nhưng xác định lý do yêu cầu chính xác hơn. Để khởi động nó, bạn cần có lệnh giao diện SPE (Serial Poll Enable). Sau đó, mỗi thiết bị được đánh địa chỉ là loa sẽ truyền byte trạng thái của nó.

Để biết danh sách đầy đủ các lệnh giao diện, hãy xem "Mô tả Hướng dẫn về Xe buýt Giao diện Hewlett-Packard", có thể tìm thấy trực tuyến tại vt100.net/manx/details/7,17449 Lưu ý rằng không phải tất cả các thiết bị được trang bị GPIB đều được yêu cầu thực thi một số lệnh chung lệnh giao diện.

Sử dụng có sẵn trong bảng. 2, bạn có thể thực hiện bất kỳ thao tác nào trên bus GPIB, giúp người dùng có cơ hội viết chương trình máy tính một cách độc lập để bảo dưỡng một thiết bị cụ thể hoặc hệ thống của họ. Để minh họa khả năng này, tác giả đã viết chương trình GPIB Terminal.

Hình 5

Sau khi khởi chạy chương trình này, cần phải mở chương trình được hiển thị trong Hình. 5 tab "Cài đặt", chỉ định số cổng COM mà bộ chuyển đổi được kết nối và địa chỉ GPIB của thiết bị sẽ hoạt động, đặt các ký tự cho biết phần cuối của dòng thông báo trong quá trình truyền và nhận. Khi kết thúc cài đặt, nhấp vào nút màn hình "Áp dụng và lưu".

Việc mở cổng thành công sẽ được biểu thị bằng dòng chữ "Cổng đang mở" trên bảng "Dữ liệu đã nhận" của tab "Thiết bị đầu cuối". Trên hình. Hình 6 cho thấy một ví dụ về phản ứng của công cụ đối với thông báo *idn? - yêu cầu tên của nhà sản xuất, loại và các thông tin khác về thiết bị. Cần lưu ý rằng các phản hồi của thiết bị đối với các lệnh được gửi tới thiết bị không phải lúc nào cũng được cung cấp. Thông thường, khi nhận được lệnh, thiết bị sẽ thực hiện lệnh đó (ví dụ: chuyển sang chế độ hoạt động được yêu cầu) một cách "âm thầm" mà không thông báo cho bộ điều khiển về lệnh đó.

Hình 6

Để nghiên cứu trực quan về quá trình trao đổi thông tin qua kênh công cộng, chương trình cung cấp một kênh được hiển thị trong Hình. 7 tab "Đội". Hãy thử gửi lệnh *idn? các phương tiện có sẵn ở đây. Trước hết, thiết bị phải được định địa chỉ là người nghe có địa chỉ 2. Để thực hiện việc này, hãy gửi byte địa chỉ có giá trị 0x22 thập lục phân hoặc 34 thập phân.

Hình 7

Bằng cách nhấn nút màn hình ATN đặt ATN=1 (mức thấp trên dòng cùng tên). Lưu ý rằng sau mỗi thao tác, trạng thái hiện tại của các dòng điều khiển sẽ tự động hiển thị ở cuối tab. Nhập địa chỉ ở định dạng tương ứng với mục được đánh dấu của trường "Định dạng" trong trường nhập bên cạnh nút màn hình "Gửi" và nhấp vào nút này. Đặt ATN=0 bằng cách nhấn nút tương ứng.

Nhập các giá trị cần thiết và nhấn nút "Gửi", chúng tôi truyền chuỗi byte sau: 0x2A, 0x69, 0x64, 0x0E, 3x0f^ 0x0D, 0x13A. Lưu ý rằng bằng cách chọn mục "ASCII", bạn có thể nhập không phải mã thập lục phân mà là chính các ký tự tạo thành lệnh. Tuy nhiên, các ký tự Trả về đầu dòng (OxOD) và Nguồn cấp dữ liệu theo dòng (OxOA) kết thúc nó vẫn phải được nhập ở định dạng thập lục phân hoặc thập phân (tương ứng là 10 và XNUMX).

Tiếp theo, chúng tôi đặt địa chỉ thiết bị là loa mà chúng tôi nhấn nút ATN, sau đó quay số và truyền địa chỉ 0x42 hoặc 66. Ngay sau khi nhả nút ATN, chúng tôi nhận được phản hồi của thiết bị bằng cách nhấn nút màn hình "Đọc" để nhận mỗi nhân vật. Lưu ý rằng khi nhận được ký tự cuối cùng của phản hồi, EO1=1 sẽ được đặt.

Sau khi học cách làm việc với giao diện GPIB ở cấp độ thấp và có kỹ năng lập trình, bạn có thể bắt đầu phát triển các chương trình điều khiển hệ thống đo lường.

Có thể tải xuống chương trình vi điều khiển chuyển đổi giao diện và chương trình máy tính được mô tả trong bài viết do đó.

Tác giả: M. Terentiev, Ulyanovsk; Xuất bản: radioradar.net

Xem các bài viết khác razdela Công nghệ đo lường.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Trong thế giới công nghệ âm thanh hiện đại, các nhà sản xuất không chỉ nỗ lực đạt được chất lượng âm thanh hoàn hảo mà còn kết hợp chức năng với tính thẩm mỹ. Một trong những bước cải tiến mới nhất theo hướng này là hệ thống loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D mới, được giới thiệu tại sự kiện Thế giới Samsung 2024. Samsung HW-LS60D không chỉ là một chiếc loa mà còn là nghệ thuật của âm thanh kiểu khung. Sự kết hợp giữa hệ thống 6 loa có hỗ trợ Dolby Atmos và thiết kế khung ảnh đầy phong cách khiến sản phẩm này trở thành sự bổ sung hoàn hảo cho mọi nội thất. Samsung Music Frame mới có các công nghệ tiên tiến bao gồm Âm thanh thích ứng mang đến cuộc hội thoại rõ ràng ở mọi mức âm lượng và tính năng tối ưu hóa phòng tự động để tái tạo âm thanh phong phú. Với sự hỗ trợ cho các kết nối Spotify, Tidal Hi-Fi và Bluetooth 5.2 cũng như tích hợp trợ lý thông minh, chiếc loa này sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của bạn. ... >>

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Internet Laser cho Châu Phi 14.11.2020 Taara của Alphabet đã ký một thỏa thuận triển khai mạng lưới các trạm liên lạc internet bằng laser ở châu Phi cận Sahara. Ngày nay, cách chính để kết nối các thành phố và các khu định cư khác với Internet là cáp ngầm, nhưng có nhiều khu vực trên hành tinh của chúng ta không thể sinh lợi hoặc thậm chí không thể đặt chúng vì nhiều lý do khác nhau. Trong trường hợp này, Internet không dây có thể trợ giúp - từ điện thoại di động sang vệ tinh, nhưng truyền thông vệ tinh vẫn rất đắt. Một số công ty cho rằng trong trường hợp này có thể đặt bộ lặp tín hiệu trên khinh khí cầu tầng bình lưu hoặc máy bay không người lái độ cao. Những người khác, chẳng hạn như Taara, được hỗ trợ bởi Econet, đang đề xuất sử dụng tia laser, có thể truyền dữ liệu nhanh hơn nhiều so với vô tuyến. Là một phần của dự án thử nghiệm, các kỹ sư sẽ phát triển thông tin liên lạc ở châu Phi cận Sahara - chủ yếu ở Kenya. Các phần riêng biệt của mạng cáp quang sẽ được kết nối bằng tia laser ở những nơi khó đặt cáp. Chúng bao gồm, ví dụ, sông và công viên quốc gia, cũng như các khu vực mà các nhóm vũ trang đang hoạt động. Theo dự kiến ​​của các nhà phát triển, công nghệ này sẽ cung cấp tốc độ lên đến 20 gigabit / giây với khoảng cách giữa các trạm lên đến 20 km. Để làm được điều này, một cặp máy phát tia laser hồng ngoại phải được đặt ở độ cao lớn - trên mái của những ngôi nhà hoặc những tòa tháp được xây dựng đặc biệt. Một đường ngắm phải được duy trì giữa một cặp máy phát.

Tin tức thú vị khác:

▪ Máy in 3D AnkerMake M5

▪ Bộ ba IC điều khiển video FMS6418A

▪ Xe đạp gấp chữ A

▪ Ultrabook Lenovo Yoga 2 Pro với màn hình IPS 3200x1800

▪ Kính ngắm điện tử cho máy ảnh DSLR thông thường

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Tài liệu quy phạm về bảo hộ lao động. Lựa chọn bài viết

▪ bài viết của Sophia Villani Scicolone (Sophie Loren). câu cách ngôn nổi tiếng

▪ Làm thế nào là Batman liên quan đến thành ngữ tiếng Anh về những người ngu ngốc? đáp án chi tiết

▪ bài báo Vệ sinh nhà ăn trường học. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài viết Generator trên PIC16F84A và AD9850. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Ghế. tiêu điểm bí mật

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024