Convertisseur d'interface GPIB-RS-232

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure

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De nombreux appareils de mesure modernes sont équipés de l'interface IEEE488, connue en Occident sous le nom de GPIB (General Purpose Interface Bus) et en Russie sous le nom de CPC (canal à usage général selon GOST 26.003-80). Il vous permet de combiner des appareils dans des systèmes de mesure automatisés. Mais pour contrôler un tel complexe, il faut un ordinateur équipé d'un adaptateur pour cette interface. Dans la configuration typique de la plupart des ordinateurs personnels, il n'est pas disponible et, en tant que produit indépendant, il n'est pas bon marché. Le dispositif proposé permettra d'utiliser un port COM informatique standard pour contrôler la chaîne publique et échanger des informations sur celle-ci.

Tout d'abord, vous devez comprendre les principes de base de l'interface GPIB. Son organisation peut être comparée aux activités de n'importe quelle commission : le président décide lequel des membres de la commission parle et lequel écoute. En conséquence, les appareils fonctionnant selon trois modes sont connectés au canal public sur un bus commun: contrôleur (contrôleur), haut-parleur (locuteur) et auditeur (auditeur). L'auditeur ne reçoit que des informations. Jusqu'à 14 auditeurs sont autorisés en même temps. Le locuteur est autorisé à transmettre des informations. Un seul orateur est autorisé à la fois.

Le contrôleur (contrôleur) combine les fonctions d'un auditeur et d'un haut-parleur, et en plus, il est capable d'adresser tous les autres appareils. Le complexe d'appareils connectés par le bus GPIB ne devrait inclure qu'un seul contrôleur.

Tous les appareils sont connectés en parallèle via 16 lignes de signal et huit lignes filaires communes. La logique négative est utilisée : niveau de signal bas - log. 1 (vrai), niveau élevé - log. 0 (faux). Les lignes de signal sont divisées en trois groupes : informations, synchronisation de transmission d'octets et contrôle d'interface.

Les lignes d'information DIO1-DIO8 (LD0-LD7) forment un bus de données bidirectionnel à huit bits. Généralement, les informations sont transmises sous forme de texte en utilisant le code ASCII à sept chiffres (American Standard Code for Information Interchange) ou son équivalent national KOI-7. Par exemple, pour transmettre le nombre 123, les codes ASCII des chiffres 1 (0110001), 2 (0110010) et 3 (0110011) sont transmis à tour de rôle. Les commandes d'interface, les adresses et les commandes de contrôle de l'appareil sont également transmises via le bus de données.
Les lignes d'horloge coordonnent le transfert d'octets de huit bits sur le bus de données. Du fait de l'interaction du locuteur avec le ou les auditeurs, s'ils sont plusieurs, sur ces lignes, la vitesse de transmission est sélectionnée automatiquement, en fonction des capacités des participants actifs à l'échange. Ainsi, il est possible de connecter des appareils avec des vitesses différentes par un canal commun. Les appareils qui ne participent pas à l'échange restent passifs.

Il y a trois lignes de synchronisation au total. Un niveau bas sur la ligne DAV (Data Valid) ou SD (Data Synchronization) n'est défini par le haut-parleur que si les informations qu'il transmet au bus de données sont fiables et que l'auditeur a reçu un signal indiquant qu'il était prêt à l'accepter - un niveau élevé niveau sur la ligne NRFD (Not Ready). For Data) ou GP (Ready to Receive). Un niveau bas (log. 1) sur cette ligne signifie pas prêt à recevoir. Étant donné que les sorties de signal NRFD de tous les appareils sont à collecteur ouvert et connectées en parallèle, il n'y aura pas de niveau élevé ici jusqu'à ce qu'au moins un auditeur soit prêt à recevoir.

Fig. 1

De même, un niveau haut sur la ligne NDAC (Données non acceptées) ou DP (Données acceptées) indique que l'auditeur a bien reçu les informations. Comme pour la ligne NRFD, un niveau élevé sur la ligne NDAC n'est pas possible tant que tous les auditeurs ne l'ont pas défini.

Les chronogrammes du cycle de transfert d'octets sont illustrés à la fig. 1, où sont notés les instants caractéristiques suivants :

T_1 - tous les écouteurs sont prêts à recevoir un octet ;
T0 - le locuteur signale qu'il a envoyé un octet au bus de données ;
T1 - l'auditeur a commencé à recevoir et à traiter un octet et signale qu'il n'est pas encore prêt à recevoir le suivant ;
T2 - l'auditeur a reçu un octet ;
T3 - le locuteur signale que l'octet sur le bus de données n'est plus valide ;
T4 - l'auditeur supprime le signal complet de réception en préparation du cycle suivant ;
T5, T6 - similaire à T-1 et To du cycle précédent.
Les cinq lignes de contrôle de l'interface sont conçues pour indiquer aux personnes connectées au canal public les actions à entreprendre, le mode dans lequel se trouver et la manière de répondre aux commandes. Des informations détaillées sur l'objet de ces lignes contiennent un tableau. une.

Tableau 1

Chacun des appareils connectés par un canal partagé se voit attribuer une adresse unique. Pour adresser un équipement spécifique, le contrôleur transmet son adresse en mode commande (lorsque la ligne ATN est basse). L'adresse occupe les cinq bits les moins significatifs d'un octet et peut être comprise entre 0 et 30, la valeur 31 est réservée aux commandes d'interface générales. Tout appareil équipé d'une interface GPIB dispose d'installations pour définir et modifier son adresse, comme cinq cavaliers amovibles sur le panneau arrière. Par les bits DIO6 et DIO7 de l'octet d'adresse, le contrôleur définit l'objectif fonctionnel du dispositif. Lorsqu'il est bas sur la ligne DIO6, c'est l'auditeur, et sur la ligne DIO7, c'est le haut-parleur.

Fig. 2

Le schéma du convertisseur d'interface GPIB vers RS-232 développé par l'auteur est illustré à la fig. 2. Une tension d'alimentation alternative ou constante de n'importe quelle polarité est fournie au connecteur X1. Le pont de diodes VD1 le redresse ou l'amène à la polarité souhaitée, et le stabilisateur intégré l'amène à la valeur de 5 V nécessaire à l'alimentation des microcircuits.

Le socket X2 est connecté à la prise d'un des ports COM de l'ordinateur. La puce DA1 fait correspondre les niveaux de signal de l'interface RS-232 avec ceux reçus et générés par le microcontrôleur DD1. La valeur de la fréquence du résonateur à quartz ZQ1 indiquée sur le diagramme fournit un réglage précis de la vitesse standard d'échange d'informations avec l'ordinateur.

La capacité de charge élevée sur le bus de données d'interface GPIB (DIO1 - DIO8) est fournie par la puce d'émetteur-récepteur bidirectionnel DD2. Si vous devez connecter plus de cinq ou six appareils à un canal public, vous devrez peut-être également amplifier les signaux sur les autres lignes d'interface.

La LED HL1 indique l'échange d'informations en cours avec les appareils connectés au canal public, et HL2 indique la présence de la tension d'alimentation du convertisseur.

La prise HZ est destinée à la programmation du microcontrôleur DD1, déjà installé sur la carte convertisseur. S'il est préprogrammé avec un programmateur, ce connecteur n'est pas nécessaire. La configuration du microcontrôleur doit être définie comme suit : octet étendu (étendu) - OxFF, octet haut (haut) - OxDF, octet bas (bas) - OxDE.

Prise X4 - RPM7-24G-PB-V, standard pour l'interface GPIB (KOP). L'emplacement et le but de ses contacts sont illustrés à la fig. 3. Le bouton SB 1 est utilisé pour redémarrer le microcontrôleur après un échec du programme.

Fig. 3

L'apparence du convertisseur assemblé sur la planche à pain est illustrée à la fig. 4. Après l'assemblage, il doit être connecté à un ordinateur et exécuter n'importe quel programme de terminal. J'ai utilisé le programme RS232 Pro.

Les paramètres de connexion doivent être : débit en bauds 115200, pas de parité, un chiffre de table. Le convertisseur remplit les fonctions d'un contrôleur de canal d'accès partagé, exécutant les commandes indiquées dans le tableau 232, fournies via RS-2. XNUMX.

Chacun d'eux se compose de deux caractères - un identifiant et un paramètre. Le symbole $, par exemple, identifie un groupe de commandes uniques. Le caractère (chiffre) qui le suit sélectionne une commande spécifique de ce groupe. L'identifiant # signifie que le code ASCII du caractère qui l'accompagne doit être transmis sur l'interface GPIB.

La commande $6 lance l'interrogation parallèle de plusieurs appareils. Il est généralement émis après que le contrôleur a reçu une demande de service (SRQ = 1) pour déterminer quel appareil nécessite une attention. Pour le signaler, chacun d'eux se voit attribuer un certain bit du bus de données (DIO). Cela se fait à l'aide de cavaliers amovibles sur le tableau de bord ou par des commandes d'interface PPC (Parallel Poll Configure - Parallel Poll Configuration) émises par le contrôleur. Après l'initialisation de la scrutation parallèle, il suffit de lire l'état des lignes DIO7-DIO1 à l'aide de la commande $8 et de l'analyser.

L'interrogation en série est plus lente que l'interrogation parallèle, mais détermine plus précisément la raison de la demande. Pour le démarrer, vous avez besoin de la commande d'interface SPE (Serial Poll Enable). Après cela, chaque appareil adressé en tant que haut-parleur transmettra son octet d'état.

Pour une liste complète des commandes d'interface, voir "Tutorial Description of the Hewlett-Packard Interface Bus", qui peut être trouvé en ligne sur vt100.net/manx/details/7,17449. commandes d'interfaces.

Utilisation du tableau disponible dans. 2 commandes, vous pouvez effectuer toutes les opérations sur le bus GPIB, ce qui donne à l'utilisateur la possibilité d'écrire indépendamment un programme informatique pour l'entretien d'un appareil particulier ou de son système. Pour illustrer cette possibilité, l'auteur a écrit le programme GPIB Terminal.

Fig. 5

Après avoir lancé ce programme, il est nécessaire, après avoir ouvert celui illustré à la Fig. 5 Onglet "Paramètres", spécifiez le numéro du port COM auquel le convertisseur est connecté et l'adresse GPIB de l'appareil avec lequel travailler, définissez les caractères qui indiquent la fin de la ligne de message lors de la transmission et de la réception. À la fin des paramètres, cliquez sur le bouton d'écran "Appliquer et enregistrer".

L'ouverture réussie du port sera indiquée par l'inscription "Le port est ouvert" sur le panneau "Données reçues" de l'onglet "Terminal". Sur la fig. La figure 6 montre un exemple de la réponse de l'instrument au *idn? - demande du nom du fabricant, du type et d'autres informations sur l'appareil. Il est à noter que les réponses de l'appareil aux commandes qui lui sont envoyées ne sont pas toujours fournies. Souvent, après avoir reçu une commande, l'appareil l'exécute (par exemple, passe au mode de fonctionnement requis) "silencieusement", sans en informer le contrôleur.

Fig. 6

Pour une étude visuelle du processus d'échange d'informations sur un canal public, le programme fournit celui illustré à la Fig. 7 onglet "Equipes". Essayons d'envoyer la commande *idn? les moyens disponibles ici. Tout d'abord, l'appareil doit être adressé en tant qu'écouteur avec l'adresse 2. Pour ce faire, envoyez l'octet d'adresse avec la valeur 0x22 hexadécimal ou 34 décimal.

Fig. 7

En appuyant sur le bouton d'écran ATN régler ATN=1 (niveau bas sur la ligne du même nom). A noter qu'après chaque opération, l'état actuel des lignes de contrôle s'affiche automatiquement en bas de l'onglet. Entrez l'adresse dans le format correspondant à l'élément marqué du champ "Format" dans le champ de saisie à côté du bouton d'écran "Envoyer" et cliquez sur ce bouton. Réglez ATN=0 en appuyant sur le bouton correspondant.

En entrant les valeurs requises et en appuyant sur le bouton "Envoyer", nous transmettons la séquence d'octets suivante : 0x2A, 0x69, 0x64, 0x0E, 3x0f^ 0x0D, 0x13A. Notez qu'en cochant la rubrique "ASCII", vous pouvez entrer non pas des codes hexadécimaux, mais les caractères eux-mêmes qui forment la commande. Cependant, les caractères Retour chariot (OxOD) et Saut de ligne (OxOA) qui le terminent doivent toujours être saisis au format hexadécimal ou décimal (respectivement 10 et XNUMX).

Ensuite, nous adressons l'appareil en tant que haut-parleur, pour lequel nous appuyons sur le bouton ATN, puis composons et transmettons l'adresse 0x42 ou 66. Immédiatement après avoir relâché le bouton ATN, nous recevons la réponse de l'appareil en appuyant sur le bouton d'écran "Lire" pour recevoir chaque personnage. Notez que lorsque le dernier caractère de la réponse est reçu, EO1=1 sera défini.

Ayant appris à travailler avec l'interface GPIB à un niveau bas et ayant des compétences en programmation, vous pouvez commencer à développer des programmes pour contrôler les systèmes de mesure.

Le programme du microcontrôleur du convertisseur d'interface et le programme informatique décrit dans l'article peuvent être téléchargés par conséquent,.

Auteur : M. Terentiev, Oulianovsk ; Publication : radioradar.net

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