ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Convertidor de interfaz GPIB-RS-232 Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Muchos instrumentos de medición modernos están equipados con la interfaz IEEE488, que en Occidente se conoce como GPIB (General Purpose Interface Bus) y en Rusia como CPC (canal de uso general según GOST 26.003-80). Le permite combinar dispositivos en sistemas de medición automatizados. Pero para controlar un complejo de este tipo, necesita una computadora equipada con un adaptador para esta interfaz. En la configuración típica de la mayoría de los ordenadores personales no está disponible, y como producto independiente no es barato. El dispositivo propuesto permitirá usar un puerto COM de computadora estándar para controlar un canal público e intercambiar información sobre él. En primer lugar, debe comprender los principios básicos de la interfaz GPIB. Su organización puede compararse con las actividades de cualquier comisión: el presidente decide cuál de los miembros de la comisión habla y quién escucha. En consecuencia, los dispositivos que funcionan en tres modos están conectados al canal público al bus común: controlador (controlador), hablante (hablador) y oyente (oyente). El oyente solo recibe información. Se permiten hasta 14 oyentes al mismo tiempo. El hablante puede transmitir información. Solo se permite un orador a la vez. El controlador (controlador) combina las funciones de un oyente y un altavoz, y además, puede direccionar todos los demás dispositivos. El complejo de dispositivos conectados por el bus GPIB debe incluir solo un controlador. Todos los dispositivos están conectados en paralelo a través de 16 líneas de señal y ocho líneas de cable comunes. Se utiliza lógica negativa: nivel de señal bajo - log. 1 (verdadero), nivel alto - log. 0 (falso). Las líneas de señal se dividen en tres grupos: información, sincronización de transmisión de bytes y control de interfaz. Las líneas de información DIO1-DIO8 (LD0-LD7) forman un bus de datos bidireccional de ocho bits. Por lo general, la información se transmite en forma de texto utilizando el código ASCII de siete dígitos (Código estándar estadounidense para el intercambio de información) o su equivalente nacional KOI-7. Por ejemplo, para transmitir el número 123, los códigos ASCII para los dígitos 1 (0110001), 2 (0110010) y 3 (0110011) se transmiten a su vez. Los comandos de interfaz, las direcciones y los comandos de control de dispositivos también se transmiten a través del bus de datos.
Hay tres líneas de sincronización en total. El altavoz establece un nivel bajo en la línea DAV (datos válidos) o SD (sincronización de datos) solo si la información que envía al bus de datos es confiable y el oyente recibió una señal de disposición para aceptarla: un alto nivel en la línea NRFD (No listo, para datos) o GP (Listo para recibir). Un nivel bajo (log. 1) en esta línea significa que no está listo para recibir. Dado que las salidas de señal NRFD de todos los dispositivos son de colector abierto y están conectadas en paralelo, aquí no habrá un nivel alto hasta que al menos un oyente esté listo para recibir.
De manera similar, un nivel alto en la línea NDAC (No se aceptan datos) o DP (Datos aceptados) indica que el oyente ha recibido la información con éxito. Al igual que con la línea NRFD, un nivel alto en la línea NDAC no es posible hasta que todos los oyentes lo hayan configurado. Los diagramas de temporización del ciclo de transferencia de bytes se muestran en la fig. 1, donde se señalan los siguientes momentos de tiempo característicos: T_1: todos los oyentes están listos para recibir un byte;
Tabla 1
A cada uno de los dispositivos conectados por un canal compartido se le asigna una dirección única. Para dirigirse a un dispositivo específico, el controlador transmite su dirección en modo comando (cuando la línea ATN está baja). La dirección ocupa los cinco bits menos significativos de un byte y puede estar en el rango 0-30, el valor 31 está reservado para comandos de interfaz generales. Cualquier dispositivo equipado con una interfaz GPIB tiene funciones para configurar y cambiar su dirección, como cinco puentes extraíbles en el panel posterior. Mediante los bits DIO6 y DIO7 del byte de dirección, el controlador establece el propósito funcional del dispositivo. Cuando está bajo en la línea DIO6, este es el oyente, y en la línea DIO7, es el hablante.
El diagrama del convertidor de interfaz GPIB a RS-232 desarrollado por el autor se muestra en la fig. 2. Se suministra una tensión de alimentación alterna o constante de cualquier polaridad al conector X1. El puente de diodos VD1 lo rectifica o conduce a la polaridad deseada, y el estabilizador integral lo lleva al valor de 5 V necesarios para alimentar los microcircuitos. El zócalo X2 está conectado al enchufe de uno de los puertos COM de la computadora. El chip DA1 empareja los niveles de señal de la interfaz RS-232 con los recibidos y generados por el microcontrolador DD1. El valor de la frecuencia del resonador de cuarzo ZQ1 indicado en el diagrama proporciona una configuración precisa de la velocidad estándar de intercambio de información con la computadora. El chip transceptor bidireccional DD1 proporciona una alta capacidad de carga en el bus de datos de la interfaz GPIB (DIO8 - DIO2). Si necesita conectar más de cinco o seis dispositivos a un canal público, es posible que también deba amplificar las señales en las otras líneas de interfaz. El LED HL1 indica el intercambio de información en curso con los dispositivos conectados al canal público, y HL2 indica la presencia de la tensión de alimentación del convertidor. El enchufe HZ está diseñado para programar el microcontrolador DD1, que ya está instalado en la placa del convertidor. Si está preprogramado con un programador, este conector no es necesario. La configuración del microcontrolador debe establecerse de la siguiente manera: byte extendido (extendido) - OxFF, byte alto (alto) - OxDF, byte bajo (bajo) - OxDE. Zócalo X4 - RPM7-24G-PB-V, estándar para interfaz GPIB (KOP). La ubicación y el propósito de sus contactos se muestran en la fig. 3. El botón SB 1 se usa para reiniciar el microcontrolador después de una falla del programa.
La apariencia del convertidor ensamblado en la placa de prueba se muestra en la fig. 4. Después del ensamblaje, debe conectarse a la computadora y ejecutar cualquier programa de terminal. Usé el programa RS232 Pro. Los parámetros de conexión deben ser: tasa de baudios 115200, sin paridad, un dígito de tabla. El convertidor realiza las funciones de un controlador de canal de acceso compartido, ejecutando los comandos dados en la Tabla 232, dados a través de RS-2. XNUMX. Cada uno de ellos consta de dos caracteres: un identificador y un parámetro. El símbolo $, por ejemplo, identifica un grupo de comandos de una sola vez. El carácter (número) que le sigue selecciona un comando específico de este grupo. El identificador # significa que el código ASCII del carácter que lo acompaña debe transmitirse a través de la interfaz GPIB. El comando $6 inicia el sondeo paralelo de múltiples dispositivos. Por lo general, se emite después de que el controlador recibe una solicitud de servicio (SRQ = 1) para determinar qué dispositivo necesita atención. Para señalar esto, a cada uno de ellos se le asigna un determinado bit del bus de datos (DIO). Esto se hace mediante puentes extraíbles en el panel de instrumentos o mediante comandos de interfaz PPC (Configuración de sondeo en paralelo - Configuración de sondeo en paralelo) emitidos por el controlador. Después de la inicialización del sondeo paralelo, solo es necesario leer el estado de las líneas DIO7-DIO1 con la ayuda del comando $8 y analizarlo. El sondeo en serie es más lento que el sondeo en paralelo, pero determina el motivo de la solicitud con mayor precisión. Para iniciarlo, necesita el comando de interfaz SPE (Serial Poll Enable). A continuación, cada dispositivo direccionado como altavoz transmitirá su byte de estado. Para obtener una lista completa de los comandos de interfaz, consulte el documento "Descripción del tutorial del bus de interfaz de Hewlett-Packard", que se puede encontrar en línea en vt100.net/manx/details/7,17449 Tenga en cuenta que no todos los dispositivos equipados con GPIB deben ejecutar ciertos comandos de interfaz comunes. Utilizando los disponibles en la tabla. 2 comandos, puede realizar cualquier operación en el bus GPIB, lo que le brinda al usuario la oportunidad de escribir de forma independiente un programa de computadora para dar servicio a un dispositivo en particular o su sistema. Para ilustrar esta posibilidad, el autor escribió el programa Terminal GPIB.
Habiendo lanzado este programa, es necesario, habiendo abierto el que se muestra en la Fig. 5 la pestaña "Configuración", especifique el número del puerto COM al que está conectado el convertidor y la dirección GPIB del dispositivo para trabajar, configure los caracteres que indican el final de la línea del mensaje durante la transmisión y recepción. Al final de la configuración, haga clic en el botón de pantalla "Aplicar y guardar". La apertura exitosa del puerto se indicará con la inscripción "Puerto abierto" en el panel "Datos recibidos" de la pestaña "Terminal". En la fig. La Figura 6 muestra un ejemplo de la respuesta del instrumento al *idn? - solicitud del nombre del fabricante, tipo y otra información sobre el dispositivo. Cabe señalar que no siempre se proporcionan las respuestas del dispositivo a los comandos que se le envían. A menudo, después de recibir un comando, el dispositivo lo ejecuta (por ejemplo, cambia al modo de operación requerido) "en silencio", sin informar al controlador al respecto.
Para un estudio visual del proceso de intercambio de información a través de un canal público, el programa proporciona el que se muestra en la Fig. 7 pestaña "Equipos". Intentemos enviar el comando *idn? los medios disponibles aquí. En primer lugar, el dispositivo debe direccionarse como un oyente con la dirección 2. Para ello, envíe el byte de dirección con el valor 0x22 hexadecimal o 34 decimal.
Presionando el botón de pantalla ATN configurar ATN=1 (nivel bajo en la línea del mismo nombre). Tenga en cuenta que después de cada operación, el estado actual de las líneas de control se muestra automáticamente en la parte inferior de la pestaña. Ingrese la dirección en el formato correspondiente al elemento marcado del campo "Formato" en el campo de entrada al lado del botón de pantalla "Enviar" y haga clic en este botón. Establezca ATN=0 presionando el botón correspondiente. Ingresando los valores requeridos y presionando el botón "Enviar", transmitimos la siguiente secuencia de bytes: 0x2A, 0x69, 0x64, 0x0E, 3x0f^ 0x0D, 0x13A. Tenga en cuenta que al marcar el elemento "ASCII", no puede ingresar códigos hexadecimales, sino los caracteres mismos que forman el comando. Sin embargo, los caracteres de retorno de carro (OxOD) y salto de línea (OxOA) que lo terminan aún deben ingresarse en formato hexadecimal o decimal (10 y XNUMX, respectivamente). A continuación, direccionamos el dispositivo como un altavoz, para lo cual presionamos el botón ATN, luego marcamos y transmitimos la dirección 0x42 o 66. Inmediatamente después de soltar el botón ATN, recibimos la respuesta del dispositivo presionando el botón de pantalla "Leer" para recibir cada personaje. Tenga en cuenta que cuando se reciba el último carácter de la respuesta, se establecerá EO1=1. Habiendo aprendido a trabajar con la interfaz GPIB a un nivel bajo y teniendo habilidades de programación, puede comenzar a desarrollar programas para controlar sistemas de medición. El programa del microcontrolador del convertidor de interfaz y el programa de computadora descrito en el artículo se pueden descargar por lo tanto. Autor: M. Terentiev, Ulyanovsk; Publicación: radioradar.net Ver otros artículos sección Tecnología de medición. Lee y escribe útil comentarios sobre este artículo. Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica: Una nueva forma de controlar y manipular señales ópticas
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