微機(jī)監(jiān)測(cè)原理

第6章微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)

微機(jī)與外圍電路通過(guò)總線連接構(gòu)成，并由程序控制完成測(cè)試功能的系統(tǒng)。

微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容體系:1.主機(jī)系統(tǒng)及外圍通道的電路結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)2.接口技術(shù)3.總線技術(shù)7.1微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)主機(jī)的組成

一、基于PC/工控機(jī)的主機(jī)電路

由于PC機(jī)性能的不斷提高，而且價(jià)格不斷降低，在檢測(cè)及測(cè)控領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛?；赑C機(jī)的微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)主要分為內(nèi)插式、外接式和組合式3種。1、內(nèi)插式

內(nèi)插式是將輸入和輸出電路制成印刷電路板的插件形式，并直接插入PC主機(jī)箱內(nèi)的擴(kuò)展槽內(nèi)，插件通過(guò)主機(jī)的各種系統(tǒng)總線與CPU交換信息。來(lái)自測(cè)量電路的測(cè)量信號(hào)通過(guò)插件與計(jì)算機(jī)打交道，主機(jī)與控制電路系統(tǒng)之間也是通過(guò)插件進(jìn)行聯(lián)系。特點(diǎn)：

構(gòu)成簡(jiǎn)便、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉，可形成典型的個(gè)人儀器存在問(wèn)題：擴(kuò)展槽數(shù)量的限制，微機(jī)接口總線形式的限制，微機(jī)電源容量的限制（插件由PC機(jī)電源供電）

2、外接式

外接式是將輸入和輸出電路制成印刷電路板的插件形式，并安裝于PC機(jī)箱外部的一個(gè)獨(dú)立的專用電箱內(nèi)。通過(guò)外部總線（如RS232C串行總線或IEEE-488并行總線等）與PC機(jī)進(jìn)行通信和傳遞數(shù)據(jù)。特點(diǎn)：外部電箱獨(dú)立供電，且不受PC機(jī)總線的限制，使用靈活方便，適合高速多通道檢測(cè)系統(tǒng)。3、組合式輸入輸出接口電路插件接口板插件

組合式系統(tǒng)是將內(nèi)插式和外接式兩種方式有機(jī)結(jié)合起來(lái)，兼有兩種方式的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。將輸入和輸出電路制成印刷電路板的插件形式，并安裝于PC機(jī)箱外部的一個(gè)獨(dú)立的專用電箱內(nèi)，在PC機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)也安裝有接口板，測(cè)量信號(hào)和控制信號(hào)通過(guò)外接電箱以后，再通過(guò)接口板與計(jì)算機(jī)交換信息和數(shù)據(jù)。特點(diǎn)：

靈活方便、適用范圍廣檢測(cè)微機(jī)接口板目前市場(chǎng)上有系列齊全的用于A/D、D/A、開(kāi)關(guān)量I/O板，路數(shù)包括8路、16路、24路等，支持PCI或者ISA等總線。這些板卡使用方便，功能可以根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行設(shè)置。相關(guān)應(yīng)用信息，請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找公司產(chǎn)品。AC1020是一款多功能廉價(jià)A/D板，10位高速A/D轉(zhuǎn)換器提供了比8位板卡更高的精度及更快的速度。AC1020具有16通道10位A/D，16入、16出數(shù)字量I/O口，二路8位D/A?？梢苑奖愕貥?gòu)成信號(hào)采樣或控制系統(tǒng)。

AC1020板主要特點(diǎn)、性能

A/D轉(zhuǎn)換器：160KHzTI公司的TLC1550。16路單端輸入，輸入阻抗>100M歐姆，輸入量程：0－5V，0－10V，±5V。A/D分辨率：10位1LSB，精度：0.2%，AD轉(zhuǎn)換器內(nèi)置采樣/保持器，輸入通道建立時(shí)間<10us，轉(zhuǎn)換時(shí)間：6us。

16路數(shù)字量輸入，TTL電平（0－5V），吸入電流0.2mA/路。16路數(shù)字量輸出，TTL電平（0－5V），下拉能力8mA/路。2路8位D/A，輸出量程：0－5V，分辨率：8位，精度：1%

D/A輸出建立時(shí)間<20us

尺寸：11.5X12cm價(jià)格：370元二、基于單片機(jī)的主機(jī)電路單片機(jī)是指在一塊芯片上集成了計(jì)算機(jī)的基本部件，包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及其它有關(guān)部件。一塊芯片就構(gòu)成一臺(tái)計(jì)算機(jī)。特點(diǎn)：（1）可靠性高，按工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控要求設(shè)計(jì)，硬件集成度高；（2）易擴(kuò)展，有許多供擴(kuò)展用的總線和串口；（3）控制功能強(qiáng)，豐富的指令可以完成相應(yīng)處理功能；（4）存儲(chǔ)容量小；（5）體積??；（6）開(kāi)發(fā)周期短，成本低；適合小型檢測(cè)系統(tǒng)和便攜式檢測(cè)儀器，目前單片機(jī)品種繁多，性能各異，8位單片機(jī)是主流機(jī)型。我國(guó)國(guó)內(nèi)使用的主要是MCS-51系列單片機(jī)。基于單片機(jī)的微機(jī)檢測(cè)電路（溫控系統(tǒng)）設(shè)計(jì)包括：（1）硬件設(shè)計(jì)：測(cè)控通道設(shè)計(jì)人機(jī)通道設(shè)計(jì)通信通道設(shè)計(jì)（2）軟件設(shè)計(jì)初始化程序、主程序、自診斷程序等開(kāi)發(fā)軟件：KeilC,Wave6000，LabwindowsCVI7.2接口技術(shù)及數(shù)據(jù)傳送控制方式

接口就是微處理器CPU與外部連接的部件，是CPU與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的中轉(zhuǎn)站。微機(jī)接口技術(shù)是采用硬件與軟件相結(jié)合的方法，使微處理器與外部設(shè)備進(jìn)行最佳的匹配，實(shí)現(xiàn)CPU與外部設(shè)備之間的高效、可靠的信息交換的技術(shù)。

接口技術(shù)可實(shí)現(xiàn)CPU與存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備、控制設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、通信設(shè)備、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等的信息交換。一、接口功能（1）數(shù)據(jù)緩沖功能：設(shè)置有數(shù)據(jù)寄存器或鎖存器。（2）設(shè)備選擇功能：一個(gè)接口往往會(huì)連接多個(gè)外設(shè)設(shè)備，需要通過(guò)接口的地址譯碼對(duì)外設(shè)進(jìn)行尋址。（3）信號(hào)轉(zhuǎn)換功能：CPU信號(hào)與外設(shè)信號(hào)的邏輯關(guān)系、時(shí)序匹配和電平轉(zhuǎn)換等（4）提供信息交換的握手信號(hào)：接口電路要提供寄存器或鎖存器“空”、“滿”、“準(zhǔn)備好”、“忙”、“不忙”等狀態(tài)信息（5）中斷管理功能：設(shè)置中斷控制器（6）可編程功能：更改接口驅(qū)動(dòng)程序就可以改變接口的工作方式二、接口信息（1）數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)一般有8位、16位、32位：數(shù)字量、模擬量、開(kāi)關(guān)量。

（2）狀態(tài)信息外部設(shè)備的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好，外部設(shè)備是否已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)等，都要通過(guò)一定的數(shù)據(jù)量來(lái)表示，才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的正確“握手”，如READY、EMPTY、BUSY、ACK等（3）控制信息控制信息主要是指啟動(dòng)、停止外部設(shè)備之類的接口信息。三、CPU與外圍I/O電路之間的數(shù)據(jù)傳送方式1.程序控制方式

（1）等待延時(shí)握手方式（2）查詢方式（3）中斷控制方式

2.

DMA（直接存儲(chǔ)器存取）傳送方式準(zhǔn)備好？讀取狀態(tài)信息輸入數(shù)據(jù)是否查詢式輸入程序流程圖忙？讀取狀態(tài)信息輸出數(shù)據(jù)否是查詢式輸出程序流程圖查詢方式中斷控制方式的數(shù)據(jù)交換具有如下特點(diǎn):(1)提高了CPU的工作效率;(2)外圍設(shè)備具有申請(qǐng)中斷服務(wù)的主動(dòng)權(quán);(3)CPU可以和外設(shè)并行工作;(4)可適合實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)I/O處理的要求。中斷控制方式采用程序控制方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，都是靠CPU執(zhí)行程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入/輸出。采用程序控制方式時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸率不會(huì)很高。對(duì)于高速外設(shè)，如高速磁盤(pán)裝置或高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等，采用這樣的傳送方式，往往滿足不了其數(shù)據(jù)傳輸率的要求。必須采用DMA控制方式。例如，對(duì)于磁盤(pán)裝置，其數(shù)據(jù)傳輸率通常在20萬(wàn)字節(jié)/秒以上，即傳輸一個(gè)字節(jié)的時(shí)間要小于5μs。程序控制方式的應(yīng)用特點(diǎn):對(duì)于通常的PC機(jī)來(lái)說(shuō)，執(zhí)行一條程序指令平均需要幾μs時(shí)間。顯然，采用程序控制不能滿足這種高速外設(shè)的要求。DMA方式主要用于傳送時(shí)間比CPU數(shù)據(jù)傳送周期還要快的數(shù)據(jù)傳送場(chǎng)合。由此產(chǎn)生不需要CPU干預(yù)(不需CPU執(zhí)行程序指令)，而在專門(mén)硬件控制電路（DMA控制器，簡(jiǎn)稱DMAC）控制之下進(jìn)行的外設(shè)與存儲(chǔ)器間直接數(shù)據(jù)傳送的方式，稱為直接存儲(chǔ)器存取(DirectMemoryAccess)，簡(jiǎn)稱DMA方式。DMA控制方式CPU外設(shè)存儲(chǔ)器總線：執(zhí)行程序指令的數(shù)據(jù)傳送路徑；：DMA方式的數(shù)據(jù)傳送路徑兩種不同的數(shù)據(jù)傳送路徑內(nèi)存外設(shè)DMAC輸出輸入外設(shè)外設(shè)DMAC內(nèi)存內(nèi)存DMACDMA傳送的幾種形式DMA控制器的基本功能

(1)能接收I/O接口的DMA請(qǐng)求，并向CPU發(fā)出總線接管請(qǐng)求信號(hào)；(2)當(dāng)CPU發(fā)出總線回答信號(hào)后，并給出存取數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)及初始地址，DMAC接管對(duì)總線的控制，進(jìn)入DMA傳送過(guò)程；(3)能實(shí)現(xiàn)有效的尋址，即能輸出地址信息并在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中自動(dòng)修改地址；(4)能向存儲(chǔ)器和I/O接口發(fā)出相應(yīng)的讀/寫(xiě)控制信號(hào)；(5)能控制數(shù)據(jù)傳送的字節(jié)數(shù)，控制DMA傳送是否結(jié)束；(6)在DMA傳送結(jié)束后，能釋放總線給CPU，恢復(fù)CPU對(duì)總線的控制。(6)內(nèi)存把數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線(7)接口鎖存數(shù)據(jù)內(nèi)存接口DMA控制器I/O設(shè)備8086和總線控制邏輯HOLDHLDA

(1)接口準(zhǔn)備就緒，發(fā)DMA請(qǐng)求(2)發(fā)總線請(qǐng)求(3)總線允許(5)DMA請(qǐng)求得到確認(rèn)(9)8086收回總線控制權(quán)(8)撤銷總線請(qǐng)求(4)DMA控制器把地址送地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線地址總線以DMA方式輸出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的工作過(guò)程若從外設(shè)往內(nèi)存輸入一個(gè)數(shù)據(jù)塊(輸入過(guò)程)，在單字節(jié)傳輸方式下，其主要工作過(guò)程為：(1)I/O接口向DMA控制器發(fā)送DMA請(qǐng)求信號(hào)；(2)DMA控制器向CPU發(fā)總線請(qǐng)求信號(hào)，當(dāng)?shù)玫紺PU送來(lái)的總線允許信號(hào)后，DMA控制器獲得總線控制權(quán)；(3)DMA控制器將其地址寄存器的內(nèi)容送到地址總線上；(4)DMA控制器往I/O接口發(fā)送DMA響應(yīng)信號(hào)，并接著發(fā)出讀I/O接口信號(hào)IOR，令I(lǐng)/O接口把數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上；(5)DMA控制器發(fā)出存儲(chǔ)器寫(xiě)信號(hào)MEMW，將數(shù)據(jù)傳送到由地址總線上的地址所指向的內(nèi)存單元；(6)DMA控制器放棄對(duì)總線的控制權(quán)；(7)地址寄存器加1；(8)字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器減1；(9)如果字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器的值不為零，則返回第一步，否則結(jié)束。Intel8237是一種功能很強(qiáng)的可編程DMA控制器,廣泛應(yīng)用于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。采用5MHz時(shí)鐘時(shí)，其傳輸速率可達(dá)1.6M字節(jié)/秒；一片8237內(nèi)部有四個(gè)獨(dú)立的DMA通道，每個(gè)通道一次DMA傳送的最大長(zhǎng)度可達(dá)64K字節(jié)；7.3微機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的總線技術(shù)

1總線定義總線是計(jì)算機(jī)兩個(gè)或兩個(gè)以上的模塊(部件或子系統(tǒng))之間相互連接與通信的公共通路?？偩€不僅僅是一組傳輸線，它還包括一套管理信息傳輸?shù)囊?guī)則(協(xié)議)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，總線可以看成一個(gè)具有獨(dú)立功能的組成部件。總線通常包括一組信號(hào)線，主要的信號(hào)線有：(1)數(shù)據(jù)線和地址線：這一類信號(hào)線決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶挾群椭苯訉ぶ返姆秶?2)控制、時(shí)序和中斷信號(hào)線：這一類信號(hào)線決定了總線功能的強(qiáng)弱以及適應(yīng)性的好壞。(3)電源線和地線：這一類線決定了電源的種類及地線的分布和用法。(4)備用線：這一類線是廠家和用戶作為性能擴(kuò)充或作為特殊要求使用的信號(hào)線。2總線分類

微型計(jì)算機(jī)的總線按功能和規(guī)范可分為三大類型：

(1)片總線(ChipBus,C-Bus)又稱元件級(jí)總線，是把各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊(如CPU模塊)的信息傳輸通路。(2)內(nèi)總線(InternalBus,I-Bus)又稱系統(tǒng)總線或板級(jí)總線，是微機(jī)系統(tǒng)中各插件(模塊)之間的信息傳輸通路。例如CPU模塊和存儲(chǔ)器模塊或I/O接口模塊之間的傳輸通路。包括地址、數(shù)據(jù)和控制總線。(3)外總線(ExternalBus,E-Bus)又稱通信總線，是微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(儀器、儀表、控制裝置等)之間信息傳輸?shù)耐罚鏓IARS-232C、IEEE-488等。上述三類總線在微機(jī)系統(tǒng)中的地位及相互關(guān)系下圖所示。微型計(jì)算機(jī)控制部件寄存器組ALUC-Bus存儲(chǔ)器I/O接口I/O接口存儲(chǔ)器I-BusE-Bus設(shè)備Modem儀器儀器三類總線在微機(jī)系統(tǒng)中的地位和關(guān)系微處理器CPUROMRAMI/O接口外設(shè)地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB微型機(jī)組成框圖3總線標(biāo)準(zhǔn)為了充分發(fā)揮總線的作用，每類總線標(biāo)準(zhǔn)都必須有具體和明確的規(guī)范說(shuō)明，通常包括以下幾個(gè)方面的技術(shù)規(guī)范或特性：(1)機(jī)械特性：規(guī)定總線插件的機(jī)械尺寸，總線插頭、插座的規(guī)格及位置等；(2)電氣特性：規(guī)定總線信號(hào)的邏輯電平、噪聲容限及負(fù)載能力等；(3)功能特性：給出各總線信號(hào)的名稱及功能定義；(4)規(guī)程特性：對(duì)各總線信號(hào)的動(dòng)作過(guò)程及時(shí)序關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。總線標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生通常有兩種途徑：(1)某計(jì)算機(jī)制造廠家(或公司)在研制本公司的微機(jī)系統(tǒng)時(shí)所采用的一種總線，由于其性能優(yōu)越，得到用戶普遍接受，逐漸形成一種被業(yè)界廣泛支持和承認(rèn)的事實(shí)上的總線標(biāo)準(zhǔn)。(2)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織或機(jī)構(gòu)主持下開(kāi)發(fā)和制定的總線標(biāo)準(zhǔn)，公布后由廠家和用戶使用。4串行通信總線和并行通信總線（1）串行通信信息的各位數(shù)據(jù)被逐位按順序傳送的通信方式稱為串行通信。常見(jiàn)的串行標(biāo)準(zhǔn)是RS232/422/485。（2）并行通信并行通信是在兩個(gè)設(shè)備之間同時(shí)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)位，它主要用于近距離通信。儀器與計(jì)算機(jī)之間常用的并行通信總線標(biāo)準(zhǔn)有GPIB、PCI、CAN等

串行通信基本方式構(gòu)成數(shù)據(jù)的每個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位,依照一定的順序逐位進(jìn)行傳送的通信方式。串行通信分為:同步通信和異步通信。

同步通信:傳輸速度快,實(shí)用性差,容易出錯(cuò)。

異步通信:傳輸速度較慢,出錯(cuò)率低。串行通信協(xié)議串行數(shù)據(jù)幀由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位組成：

4.1串行通信在異步通信中,接受和發(fā)送雙方必須保持相同的傳送速率即波特率。波特率:每秒傳送的二進(jìn)制數(shù)(比特/秒)。典型:1200,2400,4800,9600,19200bit/s等。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)圖一、RS-232C標(biāo)準(zhǔn)25針的連接器,最常用的是9個(gè)通信信號(hào)①基本數(shù)據(jù)傳送信號(hào)②調(diào)制解調(diào)器控制信號(hào)基本數(shù)據(jù)傳送信號(hào)TXD:發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào).RXD:接受數(shù)據(jù)信號(hào).GND:地信號(hào).Modem控制信號(hào)從計(jì)算機(jī)到Modem信號(hào):DTS:數(shù)據(jù)終端就緒信號(hào).RTS:請(qǐng)求發(fā)送信號(hào).從Modem到計(jì)算機(jī)信號(hào)DSR:數(shù)據(jù)裝置就緒信號(hào).CTS: 允許發(fā)送信號(hào).DCD:數(shù)據(jù)載波檢測(cè)信號(hào).RI:振鈴指令信號(hào).(以前)臺(tái)式PC機(jī)一般至少有兩個(gè)RS－232串行口COM1和COM2，通常COM1使用的是9針DB形連接器，而COM2使用的是老式的DB25針連接器。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)使用負(fù)邏輯‘1’在-3V~-15V;‘0’在+3V~+15V.不與TTL兼容,必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換.

電平轉(zhuǎn)換器：傳輸線驅(qū)動(dòng)器MC1488;傳輸線接受器MC1489.其它轉(zhuǎn)換芯片有MAX232,ICL232等。RS232C與TTL電平變換器最高傳輸速率：20KB/SRS-232C缺點(diǎn)：只能一對(duì)一地通信，不借助于Modem時(shí)數(shù)據(jù)傳輸距離僅15米；其接口電路是單端驅(qū)動(dòng)，單端接收，如下圖所示。

數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫(xiě)控制邏輯電路調(diào)制/解調(diào)控制電路接收控制電路串－并轉(zhuǎn)換發(fā)送緩沖器緩沖器并－串轉(zhuǎn)換發(fā)送控制電路RESETCLKC/DRDWRCSDSRDTRCTSRTSD7-D0內(nèi)部總線TXDRXDTXEMPTYTXCRXRDYRXCSYNDETTXRDY發(fā)送器接收器8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖接收可編程串行通信接口8251A二、RS-422總線有四根信號(hào)線，其接口采用平衡驅(qū)動(dòng)差分接收發(fā)送電路

這種接口電路形式還使得一個(gè)驅(qū)動(dòng)器能同時(shí)接多個(gè)接收器，因此可利用RS-422實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)的互連，構(gòu)成主、從式通信網(wǎng)絡(luò)。

如下圖所示。三、RS-485總線

RS-485是RS-422的變型，采用二線制；在發(fā)送端增加了使能控制。下圖為兩個(gè)RS-422接口改接成RS-485方式互連。

區(qū)別：RS-422支持全雙工方式通信；而RS-485只能用半雙工方式通信。

RS-232C／RS-422／RS-485轉(zhuǎn)換原理示意圖：

RS232C：MAX232、傳輸距離；<=15m,抗干擾差RS485：MAX484;傳輸距離；>1000m；抗干擾強(qiáng)RS422：MAX488;傳輸距離；>1000m；抗干擾強(qiáng)4.2并行通信一、GP-IB標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)概述GP-IB(GeneralPurposeInterfaceBus)---是國(guó)際通用的儀器接口標(biāo)準(zhǔn)。1、GP-IB標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)的基本特性該標(biāo)準(zhǔn)包括接口和總線兩部分.

接口部分：由各種邏輯電路組成，與各儀器裝置安裝在一起，用于對(duì)傳送的信息進(jìn)行發(fā)送、接受、編碼和譯碼。

總線部分：是一條無(wú)源的多芯電纜,用作傳輸各種信息。要進(jìn)行聯(lián)絡(luò)至少有講者、聽(tīng)者、控者三類裝置.講者:是通過(guò)總線發(fā)送儀器消息的儀器裝置。如測(cè)量?jī)x器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等。聽(tīng)者:是通過(guò)總線接受由講者發(fā)出消息的裝置。如打印機(jī)等.控者:是數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的組織者和控制者。如計(jì)算機(jī)。

對(duì)于系統(tǒng)中的某一臺(tái)裝置可以具有三要素(講者,聽(tīng)者,控者)中的一個(gè)，二個(gè)或全部。GP-IB系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)一般同時(shí)具有講者、聽(tīng)者、控者的功能。2.GP-IB標(biāo)準(zhǔn)接口的總線結(jié)構(gòu)24芯電纜：其中16條被用做信號(hào)線，其余被用做邏輯地線及屏蔽線?？偩€上傳遞的各種信息通稱為消息，見(jiàn)下圖：接口消息和儀器消息接口消息:管理接口部分完成各種接口功能的信息，它由控者發(fā)出，只被接口部分所接受和利用。儀器消息:與儀器自身工作密切相關(guān)的信息，只被儀器部分接受和利用。GP-IB標(biāo)準(zhǔn)接口總線中的16條線按功能可分為三組：（1）8條雙向數(shù)據(jù)總線（2）3條數(shù)據(jù)掛鉤聯(lián)絡(luò)線(三線掛鉤原理)控制數(shù)據(jù)總線的時(shí)序，保證數(shù)據(jù)總線正確地傳輸數(shù)據(jù)，稱為三線掛鉤技術(shù)DAV:數(shù)據(jù)有效線NRFD:數(shù)據(jù)接受未就緒線NDAC:數(shù)據(jù)未收到線（3）5條接口管理控制線作用是控制GP-IB接口的狀態(tài)。ATN:注意線IFC:接口清除線REN:遠(yuǎn)程控制線SRQ:服務(wù)請(qǐng)求線EOI:結(jié)束或識(shí)別線三線掛鉤原理GP-IB標(biāo)準(zhǔn)接口系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)框圖20世紀(jì)80年代初期，IBM在推出自己的微機(jī)系統(tǒng)IBMPC/XT時(shí)，就定義了一種總線結(jié)構(gòu)，稱為XT總線。這是8位數(shù)據(jù)寬度的總線。隨著IBM采用80286CPU，推出IBMPC/AT微機(jī)系統(tǒng)，又定義了與XT總線兼容的16位的AT總線。ISA總線(IndustrialStandardArchitecture)即AT總線，它是在8位的XT總線基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的16位的總線體系結(jié)構(gòu)。二、ISA總線介紹在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，大多數(shù)Pentium系列的PC機(jī)主板上仍保留3～4個(gè)ISA總線擴(kuò)充槽，即可以插入8位ISA卡，又可以插入16位ISA卡。

ISA總線插槽（1）ISA總線插槽有一長(zhǎng)一短兩個(gè)插口.（2）長(zhǎng)插口有62個(gè)引腳，以A31～A1和B31～B1表示，分別列于插槽的兩面；（3）短插口有36個(gè)引腳，以C18～C1和D18～D1表示，也分別列于插槽的兩面。D18D1C18C1B31B1A31A1ISA總線插槽詳細(xì)內(nèi)容參見(jiàn)教材7.4虛擬儀器技術(shù)

虛擬儀器（VirtualInstrument簡(jiǎn)稱VI）是計(jì)算機(jī)技術(shù)同儀器技術(shù)深層次結(jié)合產(chǎn)生的全新概念的儀器，是對(duì)傳統(tǒng)儀器概念的重大突破，是儀器領(lǐng)域內(nèi)的一次革命。虛擬儀器是繼第一代儀器——模擬式儀表、第二代儀器——分立元件式儀表、第三代儀器——數(shù)字式儀表、第四代儀器——智能化儀器之后的新一代儀器。1．虛擬儀器的功能

檢測(cè)儀器的內(nèi)部功能可劃分為：輸入信號(hào)的測(cè)量、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分析處理及測(cè)量結(jié)果的顯示四個(gè)部分。虛擬儀器也不例外，但是實(shí)現(xiàn)上述功能的方式不同，下面按三個(gè)部分來(lái)敘述。（1）信號(hào)采集與控制功能

虛擬儀器是由計(jì)算機(jī)和儀器硬件組成的硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采集、測(cè)量/轉(zhuǎn)換與控制。硬件平臺(tái)由兩部分組成：1、計(jì)算機(jī)可以是筆記本計(jì)算機(jī)、PC機(jī)或工作站；2、儀器硬件：可以是插入式數(shù)據(jù)采集板（含信號(hào)調(diào)理電路、A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字I／O、定時(shí)器、D／A轉(zhuǎn)換器等），或者是帶標(biāo)準(zhǔn)總線接口的儀器，如GPIB儀器、VXI儀器、RS－232儀器等)。

(2)數(shù)據(jù)分析處理功能

虛擬儀器充分利用了計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)、運(yùn)算功能，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)數(shù)據(jù)的分析處理。處理內(nèi)容包括進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理＼數(shù)字濾波\統(tǒng)計(jì)處理、數(shù)值計(jì)算與分析等。虛擬儀器比傳統(tǒng)儀器以及以微處理器為核心的智能儀器有更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理功能。(3)測(cè)量結(jié)果的表達(dá)

虛擬儀器充分利用計(jì)算機(jī)資源如內(nèi)存、顯示器等，對(duì)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的表達(dá)與輸出有多種方式，這也是傳統(tǒng)儀器遠(yuǎn)不能及的。例如，虛擬儀器可以實(shí)現(xiàn)：通過(guò)總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；通過(guò)磁盤(pán)、光盤(pán)硬拷貝輸出；通過(guò)文件存于硬盤(pán)內(nèi)存中；計(jì)算機(jī)屏幕顯示。2、虛擬儀器（VI）構(gòu)成虛擬儀器系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件和儀器硬件三大要素構(gòu)