原创 仪器控制(2)之GPIB仪器

GPIB程序库中包括IEEE 488.2应用程序和传统的GPIB应用程序。GPIB 488.2应用程序中增加了IEEE 488.2兼容性，具有IEEE 488.2的功能。然而，在本课程中，我们只讨论传统的GPIB应用程序。惠普公司在60年代末和70年代初开发了GPIB通用仪器控制接口总线标准。IEEE国际组织在1975年对GPIB进行了标准化，由此GPIB变成了IEEE 488标准。术语GPIB，HP-IB和IEEE 488都是同义词。GPIB的原始目的是对测试仪器进行计算机控制。然而，GPIB的用途十分广泛，现在已广泛用于计算机与计算机之间的通讯，以及对扫描仪和图像记录仪的控制。       GPIB是一个数字化的24线并行总线。它包括8条数据线，5条控制线（ATN、EOI、IFC、REN和SRQ），3条握手线和8条地线。GPIB使用8位并行、字节串行的异步通讯方式。也就是说，所有字节都是通过总线顺序传送，传送速度由最慢部分决定。由于GPIB的数据单位是字节（8位），数据一般以ASCII码字符串方式传送。       有三种方式来标明传送数据结束。通常，GPIB包括一根连接线（EOI），用来传送数据完毕信号。或者，也可以在数据串结束处放入一个特定结束符（EOS）。有些仪器用EOS方法代替EOI信号线方法，或者两种方法一起使用。还有一种方法，听者（数据接收方）可以计数已传送的数据字节，当达到限定的字节数时停止读取数据。只要EOI，EOS和限定字节数的逻辑“或”值为真，数据传送就停止。一般字节计数法作为缺省的传送结束方法，典型的字节数限定值等于或大于需要读取的数据值。       每个设备，包括计算机接口卡，必须有一个0到30之间的GPIB地址。一般GPIB接口板设置为地址0，仪器的GPIB地址从1到30。GPIB有一个控者（你的电脑）来控制总线。在总线上传送仪器命令和数据，控者寻址一个讲者，一个或者多个听者。数据串在总线上从讲者向听者传送。LabVIEW的GPIB程序包自动处理寻址和大多数其他的总线管理功能。

GPIB软件包：        LabVIEW在Instrument I/O功能模板的GPIB和GPIB 488.2子模板下有许多GPIB通讯功能子程序模块，这些模块在工作平台上可以调用低层的488.2驱动软件。大多数的GPIB应用程序只需要从仪器读写数据串。下面讨论传统的GPIB Write/Read子程序模块。       GPIB Write模块把data string中的数据写入address string指定的设备中。Mode指定如何结束GPIB写入过程，如果在timeout ms指定的时间内操作未能完成，则放弃此次操作。Error In和Error Out字符串与出错处理程序配合使用，检测可能的出错情况。Status是16位的布尔逻辑数组，每个元素代表GPIB控者的一种状态，详见本课程的稍后部分。

      在上图程序中，GPIB WRITE模块把“VDC；MEAS1？；”字符串写入地址=2的GPIB设备中，本实例采用缺省值MODE=0，timeout ms="25000"。 GPIB READ模块从address string指定地址的GPIB设备中读取由byte count指定的字节数，用户可以使用Mode参数指定结束读取的条件，与byte count一起使用。读取的数据由data string返回。       用户必须把读取的字符串转换成数值数据，才能进行数据处理，例如进行曲线显示。Error In和Error Out是出错指示数簇。GPIB READ模块遇到下列情况之一则中止读取数据：（1）程序已经读取了所要求的字节数。（2）程序检测到一个错误。（3）程序操作超出时限。（4）程序检测到结束信息（由EOI发出）。（5）程序检测到结束字符EOS。

<?xml:namespace prefix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" /><?xml:namespace prefix = w ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:word" />      如上图所示的程序中，GPIB Read从地址=2的设备中读取20个字节的数据。该程序使用了缺省值MODE=0，TIMEOUT MS="25000"。在本例中，如果读够了20个字节，或者检测到EOI，或者超出25000ms时间，读取过程将结束。 应用练习目的：使用GPIB子程序模块与GPIB设备通讯。     建立一个与任何GPIB仪器通讯的程序。本例采用传统的GPIB子程序与指定仪器进行GPIB读写操作。命令行参数“*idn?”适用于大多数IEEE 488.2兼容仪器，它要求仪器返回其标识符。 前面板：1、从FILE菜单中选择NEW打开一个新面板。2、 建立上图所示的控制和显示（请记住，从程序框图中，选择相应的功能模块，再选择Create Control或者Create Indicator,可以产生所有的控制和显示）。3、 从“写入数据”控制栏中输入“*idn?”，在“字节计数”中输入数值100。

程序框图：

1、  打开框图编程窗口。 2、 创建如上图所示的框图子程序模块。GPIB Write功能模块（在Instrument I/O::GPIB子模板）。该模块把字符串写入GPIB仪器。GPIB Read功能模块（在Instrument I/O::GPIB子模板）。该模块从GPIB仪器中读取数据字符串。General Error Handler功能模块（在TIME & DIALOG子模板）。该模块检查出错报告字符串，如果发现错误，则显示一个对话框。 3、  返回到前面板，并运行该程序。在“读出数据”显示栏中将显示仪器的标识字符串，如果无数据返回，而接收到一个GPIB出错信息，EABO，或者error=6，这就表示你的仪器不能读命令参数“*idn?”.请查阅仪器的使用手册以找出合适的相应命令。4、  把上述程序以GPIB.vi的名字保存，然后关闭。