IEEE-488匯流排

IEEE-488 匯流排是並行匯流排接口標準。IEEE-488匯流排用來連線系統,如微計算機、數字電壓表、數碼顯示器等設備及其他儀器儀表均可用IEEE-488匯流排裝配起來。它按照位並行、位元組串列雙向異步方式傳輸信號,連線方式為匯流排方式,儀器設備直接並聯於匯流排上而不需中介單元,但匯流排上最多可連線15台設備。最大傳輸距離為20米,信號傳輸速度一般為500KB/s,最大傳輸速度為1MB/s。

基本信息

作用

IEEE 488是一種並行的外匯流排,它是20世紀70年代由HP公司制定的。HP公司為了解決各種儀器儀表與各類計算機的接口時,由於互相不兼容而帶來的連線麻煩,而研製了通用接口匯流排HP—IB匯流排。1975年IEEE以IEEE 488標準匯流排予以推薦,1977年國際電工委員會 (IEC)也對該匯流排進行認可與推薦,定名為IEC—IB。所以這種匯流排同時使用了IEEE—488,IEC—IB (IEC接口匯流排),HP—IB (HP接口匯流排)或GP—IB (通用接口匯流排)多種名稱。由於IEEE 488匯流排的推出,當用IEEE 488標準建立一個由計算機控制的測試系統時,不要再加一大堆複雜的控制電路,IEEE 488系統以機架層疊式智慧型儀器為主要器件,構成開放式的積木測試系統。因此IEEE 488匯流排是當前工業上套用最廣泛的通信匯流排之一。

使用準則

(1) 數據傳輸速率≤1 MB/s。

(2) 連線在匯流排上的設備 (包括作為主控器的微型機)≤15個。

(3) 設備間的最大距離≤20 m。

(4) 整個系統的電纜總長度≤220 m,若電纜長度超過220 m,則會因延時而改變定時關係,從而造成工作不可靠。這種情況應附加數據機

(5) 所有數據交換都必須是數位化的。

(6) 匯流排規定使用24線的組合插頭座,並且採用負邏輯,即用小於+0.8V的電平表示邏輯“1”;用大於2V的電平表示邏輯“0”。很好

工作方式

IEEE 488匯流排接口結構如圖8.22所示 .利用IEEE 488匯流排將微型計算機和其它若干設備連線在一起。可以採用串列連線,也可以採用星形連線。

IEEE-488匯流排 IEEE-488匯流排

圖8.22 IEEE 488匯流排接口結構

在IEEE 488系統中的每一個設備可按如下3種方式工作。

(1) “聽者”方式這是一種接收器,它從數據匯流排上接收數據,一個系統在同一時刻,可以有兩個以上的“聽者”在工作。可以充當“聽者”功能的設備有: 微型計算機、印表機、繪圖儀等。

(2) “講者”方式這是一種傳送器,它向數據匯流排傳送數據,一個系統可以有兩個以上的“講者”,但任一時刻只能有一個講者在工作。具有“講者”功能的設備有: 微型計算機、磁帶機、數字電壓表、頻譜分析儀等。

(3) “控制者”方式這是一種向其它設備發布命令的設備,例如對其它設備定址,或允許“講者”使用匯流排。控制者通常由微型機擔任。一個系統可以有不止一個控制者,但每一時刻只能有一個控制者在工作。

在IEEE 488匯流排上的各種設備可以具備不同的功能。有的設備如微型計算機可以同時具有控制者、聽者、講者3種功能。有的設備只具有收、發功能,而有的設備只具有接收功能,如印表機。在某一時刻系統只能有一個控制者,而當進行數據傳送時,某一時刻只能有一個傳送器傳送數據,允許多個接收器接收數據。也就是可以進行一對多的數據傳送。

一般套用中,例如,微型機控制的數據測量系統,通過IEEE 488將微型機和各種測試儀器連線起來,這時,只有微型機具備控制、發、收3種功能,而匯流排上的其它設備都沒有控制功能,但仍有收、發功能。當匯流排工作時,由控制者發布命令,規定哪個設備為傳送器、哪個為接收器,而後傳送器可以利用匯流排傳送數據,接收器從匯流排上接收數據。

信號定義說明

IEEE 488匯流排使用24線組合插頭座,其各引腳定義列於表8.7

表8.7 IEEE 488信號定義
引腳符號說明引腳符號說明
1 D0 低4位數據線 13 D4 高四位數據線
2 D1 14 D5
3 D2 15 D6
4 D3 16 D7
5 EOI 結束或識別線 17 REN 遠程控制
6 DAV 數據有效線 18 GND
7 NRFD 未準備好接收數據線 19 GND
8 NDAC 數據未接收完畢線 20 GND
9 IFC 接口清零線 21 GND
10 SRQ 服務請求線 22 GND
11 ATN 監視線 23 GND
12 GND 機殼線 24 GND

IEEE 488的信號線除7條地線外,有以下3類信號線。

(1) D7~D0數據匯流排,這是8條雙向數據線,除了用於傳送數據外,還用於“聽”、“講”方式的設定,以及設備地址和設備控制信息的傳送。即在D7~D0上可以傳送數據、設備地址和命令。這是因為該匯流排沒有設定地址線和命令線,這些信息要通過數據線上的編碼來產生。

(2) 位元組傳送控制線,在IEEE 488匯流排上數據傳送採用異步握手 (掛鈎)聯絡方式。即用DAV,NRFD和NDAC 3根線進行握手聯絡。

DAV (Data Avaible)——數據有效線。當由傳送器控制的數據匯流排上的數據有效時,傳送器置DAV為低電平 (邏輯1),指示接收器可以從匯流排上接收數據。

NRFD (Not Ready for Data)——未準備好接收數據線,只要連線在匯流排上被指定為接收器中的設備,尚有一個未準備好接收數據,接收器就置NRFD線為有效低電平,示意傳送器不要發出數據。當所有接收器都準備好時,NRFD變為高電平。

NDAC (Not Data Accepted)——未接收完數據,當匯流排上被指定為接收器的設備,有任何一個尚未接收完數據,它就置NDAC線為低電平,示意傳送器不要撤銷當前數據。只有當所有接收器都接收完數據後,此信號才變為高電平。

(3) 接口管理線

IFC (Interface Clear)——接口清零線。該線的狀態由控制器建立,並作用於所有設備。當它為有效低電平時,整個IEEE 488匯流排停止工作,傳送器停止傳送,接收器停止接收。使系統處於已知的初始狀態。它類似於復位信號RESET。可用計算機的復位鍵來產生IFC信號。

SRQ (Service Request)——服務請求線。它用來指出某個設備請求控制器的服務,所有設備的請求線是“線或”在一起的,因此任何一個設備都可以使這條線有效,來向控制器請求服務。但請求能否得到控制器的回響,完全由程式安排,當系統中有計算機時,SRQ是發向計算機的中斷請求線。

ATN (Attenntion Line)——監視線。它由控制器驅動,用它的不同狀態對數據匯流排上的信息作出解釋。
當ATN=“1”時,表示數據線上傳送的是地址或命令,這時只有控制器能傳送信息,其它設備都只能接收信息。
當ATN=“0”時,表示數據匯流排上傳送的是數據。

EOI (End or Identify)——結束或識別線。該線與ATN線一起指示是數據傳送結束,還是用來識別一個具體設備。當ATN=“0”時,這是進行數據傳送,當傳送最後一個位元組使EOI=“1”,表示數據傳送結束,當ATN=“1”,若EOI=“1”時,則表示數據匯流排上是設備識別信息,即可得到請求服務的設備編碼。

REN (Remote Enable)——遠程控制線。該信號為低電平時,系統處於遠程控制狀態,設備面板開關,按鍵均不起作用;若該信號為高電平,則遠程控制不起作用,本地面板控制開關,按鍵起作用。

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