インターフェースコンバータGPIB-RS-232

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 測定技術

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最新の測定器の多くは、欧米ではGPIB（汎用インターフェースバス）として、ロシアではCPC（GOST 488-26.003に準拠した汎用チャネル）として知られているIEEE80インターフェースを備えています。 これにより、デバイスを自動測定システムに組み合わせることができます。 しかし、このような複雑なものを制御するには、このインターフェイス用のアダプターを備えたコンピューターが必要です。 ほとんどのパーソナルコンピュータの標準構成では利用できず、独立した製品として安価ではありません。 提案されたデバイスは、標準のコンピュータCOMポートを使用して、パブリックチャネルを制御し、それを介して情報を交換することを可能にします。

まず、GPIB インターフェースの基本原理を理解する必要があります。 その組織は、委員会の活動と比較することができます。委員長は、委員会のどのメンバーが話し、誰が聞くかを決定します。 したがって、14つのモードで動作するデバイスは、共通バスへのパブリックチャネルに接続されます：コントローラー（コントローラー）、スピーカー（トーカー）、およびリスナー（リスナー）。 リスナーは情報を受け取るだけです。 同時に最大 XNUMX 人のリスナーが許可されます。 スピーカーは情報を送信できます。 一度に許可されるスピーカーは XNUMX 人だけです。

コントローラー（コントローラー）は、リスナーとスピーカーの機能を組み合わせ、さらに他のすべてのデバイスに対応できます。 GPIB バスで接続されたデバイスの複合体には、コントローラを XNUMX つだけ含める必要があります。

すべてのデバイスは、16 本の信号線と 1 本の共通線で並列に接続されています。 負論理が使用されます: 低信号レベル - ログ。 0 (真)、高レベル - ログ。 XNUMX (偽)。 信号線は、情報、バイト送信同期、インターフェイス制御の XNUMX つのグループに分けられます。

情報ライン DIO1 ～ DIO8 (LD0 ～ LD7) は、7 ビットの双方向データ バスを形成します。 通常、情報は 123 桁の ASCII コード (情報交換のための米国標準コード) または国内で同等の KOI-1 を使用してテキスト形式で送信されます。 たとえば、0110001 という数字を送信するには、数字 2 (0110010)、3 (0110011)、および XNUMX (XNUMX) の ASCII コードが順番に送信されます。 インターフェイス コマンド、アドレス、およびデバイス制御コマンドも、データ バスを介して送信されます。
クロック ラインは、データ バス上の XNUMX ビット バイトの転送を調整します。 スピーカーとリスナーまたはリスナーとの相互作用により、これらの回線に複数のリスナーが存在する場合、交換のアクティブな参加者の能力に基づいて、伝送速度が自動的に選択されます。 したがって、速度の異なるデバイスを共通のチャネルで接続することができます。 交換に参加しないデバイスはパッシブのままです。

合計 1 つの同期線があります。 DAV (Data Valid) または SD (Data Synchronization) ラインのロー レベルは、スピーカーがデータ バスに出力する情報が信頼できる場合にのみ、スピーカーによって設定され、リスナーはそれを受け入れる準備ができているという信号を受信しました。 NRFD (Not Ready) 行のデータ) または GP (Ready to Receive) のレベル。 この行の低レベル (log. XNUMX) は、受信の準備ができていないことを意味します。 すべてのデバイスの NRFD 信号出力はオープン コレクターであり、並列に接続されているため、少なくとも XNUMX つのリスナーが受信準備が整うまで、ここで高レベルになることはありません。

図。 1

同様に、NDAC (Not Data Accepted) または DP (Data Accepted) ラインの高レベルは、リスナーが情報を正常に受信したことを示します。 NRFD ラインと同様に、すべてのリスナーがそれを設定するまで、NDAC ラインをハイレベルにすることはできません。

バイト転送サイクルのタイミング図を図 1 に示します。 XNUMX、ここでは、次の特徴的な瞬間が注目されています。

T_1 - すべてのリスナーがバイトを受信する準備ができています。
T0 - スピーカーはデータ バスにバイトを送信したことを報告します。
T1 - リスナーがバイトの受信と処理を開始し、次のバイトを受信する準備ができていないことを報告します。
T2 - リスナーがバイトを受信しました。
T3-スピーカーは、データバスのバイトが無効になったことを報告します。
T4 - リスナーは、次のサイクルに備えて受信完了信号を削除します。
T5、T6 - 前のサイクルの T-1、および To と同様。
1 つのインターフェイス制御線は、パブリック チャネルに接続されているユーザーに、実行するアクション、モード、およびコマンドへの応答方法を通知するように設計されています。 これらの行の目的に関する詳細情報には、表が含まれています。 XNUMX。

表1

共有チャネルで接続された各デバイスには、一意のアドレスが割り当てられます。 特定のデバイスにアドレス指定するために、コントローラはコマンド モードでそのアドレスを送信します (ATN ラインがローの場合)。 アドレスはバイトの最下位 0 ビットを占め、範囲は 30 ～ 31 です。値 6 は一般的なインターフェイス コマンド用に予約されています。 GPIB インターフェースを備えたデバイスには、リア パネルにある 7 つの取り外し可能なジャンパなど、アドレスを設定および変更するための機能があります。 アドレス バイトのビット DIO6 と DIO7 によって、コントローラはデバイスの機能目的を設定します。 DIOXNUMX ラインが低い場合、これはリスナーであり、DIOXNUMX ラインではスピーカーです。

図。 2

著者が開発したGPIB-RS-232インターフェースコンバータの図を図2に示します。 1.任意の極性の交流または一定の供給電圧がコネクタX1に供給されます。 ダイオードブリッジVD5はそれを整流するか、目的の極性に導き、一体型スタビライザーはそれをマイクロ回路に電力を供給するために必要なXNUMXVの値にします。

ソケット X2 は、コンピュータの COM ポートの 1 つのプラグに接続されています。 チップ DA232 は、RS-1 インターフェイスの信号レベルを、マイクロコントローラ DD1 によって受信および生成された信号レベルと一致させます。 図に示されている水晶振動子 ZQXNUMX の周波数の値は、コンピュータとの情報交換の標準速度の正確な設定を提供します。

GPIB インターフェース データ バス (DIO1 - DIO8) の高負荷容量は、DD2 双方向トランシーバ チップによって提供されます。 XNUMX つまたは XNUMX つを超えるデバイスをパブリック チャネルに接続する必要がある場合は、他のインターフェイス ラインの信号も増幅する必要がある場合があります。

HL1 LED は、パブリック チャネルに接続されたデバイスとの進行中の情報交換を示し、HL2 は、コンバータの供給電圧の存在を示します。

HZ プラグは、コンバータ ボードに既にインストールされている DD1 マイクロコントローラのプログラミング用に設計されています。 プログラマで事前にプログラムされている場合、このコネクタは必要ありません。 マイクロコントローラーの構成は次のように設定する必要があります: 拡張 (拡張) バイト - OxFF、高 (高) バイト - OxDF、低 (低) バイト - OxDE。

X4 ソケット - RPM7-24G-PB-V、GPIB インターフェイス (KOP) の標準。 その連絡先の場所と目的を図に示します。 3. SB 1 ボタンは、プログラムの失敗後にマイクロコントローラを再起動するために使用されます。

図。 3

ブレッドボードにコンバーターを組み付けた様子を図4に示します。 232. 組み立て後、コンピューターに接続し、端末プログラムを実行する必要があります。 RSXNUMX Pro プログラムを使用しました。

接続パラメータは、ボーレート 115200、パリティなし、テーブル桁 232 桁である必要があります。 コンバータは共有アクセス チャネル コントローラの機能を実行し、RS-2 経由で表 XNUMX に示すコマンドを実行します。 XNUMX.

それぞれが、識別子とパラメータのXNUMX文字で構成されています。 たとえば、記号$は、XNUMX回限りのコマンドのグループを識別します。 それに続く文字（数字）は、このグループから特定のコマンドを選択します。 識別子＃は、それに付随する文字のASCIIコードをGPIBインターフェースを介して送信する必要があることを意味します。

コマンド $6 は、複数のフィクスチャの並列ポーリングを開始します。 これは通常、コントローラーがサービス要求 (SRQ=1) を受信した後に発行され、注意が必要な器具を判別します。 これを通知するために、それぞれにデータ バス (DIO) の特定のビットが割り当てられます。 これは、インストルメント パネルの取り外し可能なジャンパーを使用するか、コントローラーによって発行される PPC (パラレル ポール構成 - パラレル ポール構成) インターフェイス コマンドによって行われます。 パラレル ポーリングの初期化後は、$7 コマンドを使用して DIO1 ～ DIO8 ラインの状態を読み取り、分析するだけで済みます。

シリアル ポーリングはパラレル ポーリングよりも低速ですが、要求の理由をより正確に判断します。 それを開始するには、SPE (Serial Poll Enable) インターフェイス コマンドが必要です。 その後、スピーカーとしてアドレス指定された各デバイスは、そのステータス バイトを送信します。

インターフェイス コマンドの完全なリストについては、オンラインで vt100.net/manx/details/7,17449 にあるドキュメント「Hewlett-Packard インターフェイス バスのチュートリアルの説明」を参照してください。特定の一般的なインターフェイス コマンド。

利用可能なテーブルを使用します。 2 コマンドを使用すると、GPIB バス上で任意の操作を実行できます。これにより、ユーザーは、特定のデバイスまたはシステムにサービスを提供するためのコンピューター プログラムを個別に作成することができます。 この可能性を説明するために、著者は GPIB ターミナル プログラムを作成しました。

図。 5

このプログラムを起動したら、図に示すプログラムを開く必要があります。 5 「設定」タブで、変換器が接続されているCOMポートの番号と連携する機器のGPIBアドレスを指定し、送受信時のメッセージ行の末尾を示す文字を設定します。 設定の最後に、「適用して保存」画面ボタンをクリックします。

ポートが正常に開かれると、「ターミナル」タブの「受信データ」パネルに「ポートが開いています」と表示されます。 図上。 図 6 は、*idn? に対する機器の応答の例を示しています。 - 製造元の名前、タイプ、およびデバイスに関するその他の情報の要求。 デバイスに送信されたコマンドに対するデバイスの応答は、常に提供されるとは限らないことに注意してください。 多くの場合、コマンドを受信すると、デバイスはそれをコントローラーに通知せずに「サイレントに」実行します (たとえば、必要な動作モードに切り替えます)。

図。 6

公共チャネルを介した情報交換のプロセスを視覚的に調べるために、プログラムは図 7 に示すものを提供します。 2タブ「チーム」。 コマンド *idn? を送信してみましょう。 ここで利用できる手段。 まず、デバイスをアドレス 0 のリスナーとしてアドレス指定する必要があります。これを行うには、値 22x34 XNUMX 進数または XNUMX XNUMX 進数のアドレス バイトを送信します。

図。 7

画面ボタンATNを押して、ATN = 1（同じ名前の行の低レベル）を設定します。 各操作の後、制御ラインの現在の状態がタブの下部に自動的に表示されることに注意してください。 「送信」画面ボタン横の入力欄に「フォーマット」欄のマーク項目に対応するフォーマットでアドレスを入力し、このボタンをクリックしてください。 対応するボタンを押してATN=0に設定します。

必要な値を入力して「送信」ボタンを押すと、次の一連のバイトが送信されます: 0x2A、0x69、0x64、0x0E、3x0f^ 0x0D、0x13A。 「ASCII」項目にチェックを入れると、10進数ではなく、コマンドを構成する文字そのものを入力できるようになります。 ただし、それを終了するキャリッジ リターン (OxOD) およびライン フィード (OxOA) 文字は、XNUMX 進数または XNUMX 進数 (それぞれ XNUMX および XNUMX) 形式で入力する必要があります。

次に、デバイスをスピーカーとしてアドレス指定し、そのために ATN ボタンを押し、アドレス 0x42 または 66 をダイヤルして送信します。ATN ボタンを離した直後に、「読み取り」画面ボタンを押してデバイスの応答を受信します。各キャラクター。 レスポンスの最後の文字を受信すると、EO1=1 がセットされることに注意してください。

低レベルで GPIB インターフェースを使用する方法を学び、プログラミングのスキルを身に付けたら、測定システムを制御するためのプログラムの開発を開始できます。

記事に記載されているインターフェースコンバーターマイクロコントローラープログラムとコンピュータープログラムをダウンロードできます。 故に.

著者：M。テレンティエフ、ウリヤノフスク; 出版物：radioradar.net

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