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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 인터페이스 컨버터 GPIB-RS-232
많은 최신 측정 장치에는 서양에서는 GPIB(범용 인터페이스 버스)로, 러시아에서는 CPC(GOST 488-26.003에 따른 범용 채널)로 알려진 IEEE80 인터페이스가 장착되어 있습니다. 이를 통해 장치를 자동화된 측정 시스템에 결합할 수 있습니다. 그러나 이러한 복합물을 제어하려면 이 인터페이스용 어댑터가 장착된 컴퓨터가 필요합니다. 대부분의 개인용 컴퓨터의 일반적인 구성에서는 사용할 수 없으며 독립 제품으로 저렴하지 않습니다. 제안된 장치는 표준 컴퓨터 COM 포트를 사용하여 공개 채널을 제어하고 이를 통해 정보를 교환하는 것을 가능하게 합니다. 먼저 GPIB 인터페이스의 기본 원리를 이해해야 합니다. 그 조직은 모든 위원회의 활동과 비교할 수 있습니다. 의장은 위원회 구성원 중 누가 말하고 누가 경청하는지 결정합니다. 따라서 세 가지 모드에서 작동하는 장치는 컨트롤러(컨트롤러), 스피커(발화자) 및 청취자(청취자)의 공통 버스에 공용 채널에 연결됩니다. 리스너는 정보만 받습니다. 최대 14명의 리스너가 동시에 허용됩니다. 화자는 정보를 전송할 수 있습니다. 한 번에 하나의 스피커만 허용됩니다. 컨트롤러(컨트롤러)는 리스너와 스피커의 기능을 겸비하고 있으며, 다른 모든 장치를 처리할 수 있습니다. GPIB 버스로 연결된 장치의 콤플렉스에는 컨트롤러가 하나만 포함되어야 합니다. 모든 장치는 16개의 신호선과 1개의 공통 배선을 통해 병렬로 연결됩니다. 음의 논리가 사용됩니다: 낮은 신호 레벨 - 로그. 0(true), 높은 수준 - 로그. XNUMX(거짓). 신호 라인은 정보, 바이트 전송 동기화 및 인터페이스 제어의 세 그룹으로 나뉩니다. 정보 라인 DIO1-DIO8(LD0-LD7)은 7비트 양방향 데이터 버스를 형성합니다. 일반적으로 정보는 123자리 ASCII 코드(American Standard Code for Information Interchange) 또는 이에 상응하는 국내 KOI-1을 사용하여 텍스트 형식으로 전송됩니다. 예를 들어, 숫자 0110001을 전송하려면 숫자 2(0110010), 3(0110011), XNUMX(XNUMX)에 대한 ASCII 코드가 차례로 전송됩니다. 인터페이스 명령, 주소 및 장치 제어 명령도 데이터 버스를 통해 전송됩니다.
총 1개의 동기화 라인이 있습니다. DAV(Data Valid) 또는 SD(Data Synchronization) 라인의 낮은 레벨은 스피커가 데이터 버스로 출력한 정보가 신뢰할 수 있고 청취자가 이를 수락할 준비가 되었다는 신호를 받은 경우에만 설정됩니다. NRFD(Not Ready) 라인의 레벨 데이터) 또는 GP(Ready to Receive). 이 라인의 낮은 수준(log. XNUMX)은 수신할 준비가 되지 않았음을 의미합니다. 모든 장치의 NRFD 신호 출력은 오픈 컬렉터이고 병렬로 연결되어 있으므로 적어도 하나의 리스너가 수신할 준비가 될 때까지 여기에는 하이 레벨이 없습니다.
마찬가지로 NDAC(Not Data Accepted) 또는 DP(Data Accepted) 라인의 높은 수준은 수신기가 정보를 성공적으로 수신했음을 나타냅니다. NRFD 라인과 마찬가지로 NDAC 라인의 높은 레벨은 모든 청취자가 설정할 때까지 불가능합니다. 바이트 전송 주기 타이밍 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX, 다음과 같은 시간의 특징적인 순간이 기록됩니다. T_1 - 모든 리스너가 바이트를 수신할 준비가 되었습니다.
표 1
공유 채널로 연결된 각 장치에는 고유한 주소가 할당됩니다. 특정 장치의 주소를 지정하기 위해 컨트롤러는 명령 모드에서 주소를 전송합니다(ATN 라인이 낮을 때). 주소는 바이트의 최하위 0비트를 차지하며 30-31 범위에 있을 수 있으며 값 6은 일반 인터페이스 명령용으로 예약되어 있습니다. GPIB 인터페이스가 장착된 모든 장치에는 후면 패널에 있는 7개의 착탈식 점퍼와 같이 주소를 설정하고 변경할 수 있는 기능이 있습니다. 주소 바이트의 DIO6 및 DIO7 비트를 통해 컨트롤러는 장치의 기능적 목적을 설정합니다. DIOXNUMX 라인이 낮으면 이것이 리스너이고 DIOXNUMX 라인에서 스피커입니다.
저자가 개발한 GPIB-RS-232 인터페이스 변환기의 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다. 1. 모든 극성의 교류 또는 일정한 공급 전압이 커넥터 X1에 공급됩니다. 다이오드 브리지 VD5은 이를 정류하거나 원하는 극성으로 연결하고 통합 안정기는 이를 미세 회로에 전원을 공급하는 데 필요한 XNUMXV 값으로 가져옵니다. 소켓 X2는 컴퓨터의 COM 포트 중 하나의 플러그에 연결됩니다. 칩 DA1은 RS-232 인터페이스의 신호 레벨을 마이크로컨트롤러 DD1에서 수신 및 생성한 신호 레벨과 일치시킵니다. 다이어그램에 표시된 수정 공진기 ZQ1의 주파수 값은 컴퓨터와의 표준 정보 교환 속도의 정확한 설정을 제공합니다. GPIB 인터페이스 데이터 버스(DIO1 - DIO8)의 높은 부하 용량은 DD2 양방향 트랜시버 칩에 의해 제공됩니다. XNUMX개 또는 XNUMX개 이상의 장치를 공용 채널에 연결해야 하는 경우 다른 인터페이스 라인에서도 신호를 증폭해야 할 수 있습니다. HL1 LED는 공용 채널에 연결된 장치와의 지속적인 정보 교환을 나타내고 HL2는 컨버터 공급 전압의 존재를 나타냅니다. HZ 플러그는 컨버터 보드에 이미 설치된 DD1 마이크로컨트롤러를 프로그래밍하기 위해 설계되었습니다. 프로그래머로 사전 프로그래밍된 경우 이 커넥터가 필요하지 않습니다. 마이크로컨트롤러 구성은 확장(확장) 바이트 - OxFF, 상위(높은) 바이트 - OxDF, 하위(낮은) 바이트 - OxDE와 같이 설정해야 합니다. X4 소켓 - RPM7-24G-PB-V, GPIB 인터페이스(KOP) 표준. 접점의 위치와 목적은 그림 3에 나와 있습니다. 1. SB XNUMX 버튼은 프로그램 실패 후 마이크로 컨트롤러를 다시 시작하는 데 사용됩니다.
브레드 보드에 조립 된 변환기의 모양이 그림 4에 나와 있습니다. 232. 조립이 끝나면 컴퓨터에 연결하고 터미널 프로그램을 실행해야 합니다. RSXNUMX Pro 프로그램을 사용했습니다.
연결 매개변수는 전송 속도 115200, 패리티 없음, 테이블 232자리여야 합니다. 변환기는 RS-2를 통해 제공된 표 XNUMX에 제공된 명령을 실행하여 공유 액세스 채널 컨트롤러의 기능을 수행합니다. XNUMX.
각각은 식별자와 매개 변수의 두 문자로 구성됩니다. 예를 들어 기호 $는 일회성 명령 그룹을 식별합니다. 뒤에 오는 문자(숫자)는 이 그룹에서 특정 명령을 선택합니다. 식별자 #은 수반되는 문자의 ASCII 코드가 GPIB 인터페이스를 통해 전송되어야 함을 의미합니다. 명령 $6은 여러 조명기의 병렬 폴링을 시작합니다. 이것은 일반적으로 컨트롤러가 주의가 필요한 조명기를 결정하기 위해 서비스 요청(SRQ=1)을 수신한 후에 발행됩니다. 이를 신호하기 위해 각각에 데이터 버스(DIO)의 특정 비트가 할당됩니다. 이는 계기판의 착탈식 점퍼를 사용하거나 컨트롤러에서 실행한 PPC(Parallel Poll Configure - Parallel Poll Configuration) 인터페이스 명령을 통해 수행됩니다. 병렬 폴링 초기화 후에는 $7 명령을 사용하여 DIO1-DIO8 라인의 상태를 읽고 분석하기만 하면 됩니다. 직렬 폴링은 병렬 폴링보다 느리지만 요청 이유를 더 정확하게 판별합니다. 시작하려면 SPE(Serial Poll Enable) 인터페이스 명령이 필요합니다. 그 후 스피커로 지정된 각 장치는 상태 바이트를 전송합니다. 인터페이스 명령의 전체 목록은 vt100.net/manx/details/7,17449에서 온라인으로 찾을 수 있는 "Hewlett-Packard 인터페이스 버스의 자습서 설명"을 참조하십시오. 인터페이스 명령. 사용 가능한 테이블. 2 명령을 사용하면 GPIB 버스에서 모든 작업을 수행할 수 있으므로 사용자가 특정 장치 또는 해당 시스템을 서비스하기 위한 컴퓨터 프로그램을 독립적으로 작성할 수 있습니다. 이 가능성을 설명하기 위해 저자는 GPIB 터미널 프로그램을 작성했습니다.
이 프로그램을 시작하면 그림 5에 표시된 프로그램을 열 필요가 있습니다. XNUMX "설정" 탭에서 변환기가 연결된 COM 포트의 번호와 작업할 장치의 GPIB 주소를 지정하고 송수신 중 메시지 라인의 끝을 나타내는 문자를 설정합니다. 설정이 끝나면 "적용 및 저장" 화면 버튼을 클릭합니다. 포트가 성공적으로 열리면 "터미널" 탭의 "수신된 데이터" 패널에 "포트가 열려 있습니다"라는 문구가 표시됩니다. 무화과에. 그림 6은 *idn? - 제조사명, 기기 종류, 기타 정보를 요청합니다. 장치로 전송된 명령에 대한 장치의 응답이 항상 제공되는 것은 아닙니다. 종종 장치는 명령을 수신한 후 컨트롤러에 알리지 않고 "자동으로" 명령을 실행합니다(예: 필요한 작동 모드로 전환).
공개 채널을 통한 정보 교환 프로세스에 대한 시각적 연구를 위해 프로그램은 그림 7에 표시된 것을 제공합니다. 2 탭 "팀". *idn? 여기에서 사용할 수 있는 수단. 우선, 장치는 주소가 0인 리스너로 지정되어야 합니다. 이렇게 하려면 값이 22x34 XNUMX진수 또는 XNUMX XNUMX진수인 주소 바이트를 보냅니다.
화면 버튼 ATN을 눌러 ATN=1(동일한 라인의 낮은 레벨)을 설정합니다. 각 작업 후에 제어 라인의 현재 상태가 탭 하단에 자동으로 표시됩니다. "보내기" 화면 버튼 옆의 입력 필드에 "포맷" 필드의 표시된 항목에 해당하는 형식으로 주소를 입력하고 이 버튼을 클릭합니다. 해당 버튼을 눌러 ATN=0을 설정합니다. 필요한 값을 입력하고 "보내기" 버튼을 누르면 0x2A, 0x69, 0x64, 0x0E, 3x0f^ 0x0D, 0x13A 바이트 시퀀스를 전송합니다. "ASCII" 항목을 선택하면 10진수 코드가 아니라 명령을 구성하는 문자 자체를 입력할 수 있습니다. 그러나 이를 종료하는 OxOD(캐리지 리턴) 및 OxOA(라인 피드) 문자는 여전히 XNUMX진수 또는 XNUMX진수(각각 XNUMX 및 XNUMX) 형식으로 입력해야 합니다. 다음으로 장치를 스피커로 지정하여 ATN 버튼을 누른 다음 0x42 또는 66 주소로 전화를 걸어 전송합니다. ATN 버튼을 놓은 직후 "읽기" 화면 버튼을 눌러 장치의 응답을 수신합니다. 각 캐릭터. 응답의 마지막 문자가 수신되면 EO1=1이 설정됩니다. 낮은 수준에서 GPIB 인터페이스로 작업하는 방법을 배우고 프로그래밍 기술이 있으면 측정 시스템을 제어하기 위한 프로그램 개발을 시작할 수 있습니다. 기사에 설명된 인터페이스 변환기 마이크로컨트롤러 프로그램 및 컴퓨터 프로그램을 다운로드할 수 있습니다. 따라서. 저자: M. Terentiev, Ulyanovsk; 발행: radioradar.net
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