GPIB板的安装与使用初步.docx
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GPIB板的安装与使用初步
GPIB板的安装与使用初步
传统的电子电路实验，需要手动调节示波器，信号发生器，交直流电压电流表等测试仪器。
完成一个电路的测量，需要人一直在旁边实时记录数据，再用手工处理分析数据，绘制图表，显然耗费时间和人力。
现代较新的测量设备都带有通讯接口，可以和计算机直接连接，在计算机特定的软件环境下，通过编程对仪器进行自动控制，让信号发生器自动产生激励输入，同时将示波器放在输出端，或电路中其它支路的输出上，将示波器采集到的信号自动输入计算机，由计算机完成实验数据的处理和图表绘制。
根据这种思想可以设计一个用于实验电路的自动测量装置，可以自动实现各种激励波形输入，以及扫频。
然后自动采集示波器的输出，完成对频率稳定度，幅度特性曲线，相位特性曲线，谐波分量分析，功率谱密度以及分布显示等常用的实验测量指标。
更一般地，凡是MATLAB信号处理工具箱能够完成的信号处理，它都可以完成，因为软件中已经将MATLAB内核嵌入。
本节将以应用实例介绍GPIB卡应用。
1．了解GPIB
1）Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse
2）
3）GPIB是什么
GPIB（GeneralPurposeInterfaceBus），通用接口总线，广泛应用于仪器和计算机制造行业，其标准为IEEE-488。
4）GPIB角色
GPIB设备的角色有三种：
讲者、听者、控者。
讲者发送数据到一个或多个听者，听者从讲者接受数据，而控者管理总线上的信息流。
GPIB设备的角色是可以随时间而变的。
例如：
一个由GPIB连接的示波器在接受设置命令时，其角色是听者，而在它将数据传送至计算机时，则是一个讲者。
控者在GPIB系统中的任何时刻都是必需的，它的任务是确保系统中只有一个讲者（某时刻），同时保证听者能够正确接收数据。
因此，对一个特定时刻，GPIB系统中只能有一个控者。
但控者可以将其控制权移交给另一设备（必须有控制能力）。
GPIB板（可插入计算机扩展槽）通常被默认地设置为GPIB系统控者。
5）GPIB电缆
GPIB为8位并行传输总线，包括：
8位数据线，3个握手信号线，8个控制线以及电缆保护线和地线。
下表列出了GPIB中的主要信号线：
表1GPIB电缆中引脚的定义
引脚
说明
DIO1-DIO8
8位数据线
NRFD
设备未准备好接受数据
DAV
指示接受数据的设备可以接受某数据
NDAC
听者通知控者，数据已读入，可以将该数据清除
ATN
提示各设备，数据线上为设备地址
IFC
通知其他各设备“我是控者”，兼GPIB复位功能
SRQ
设备服务请求
REN
撤消设备或加入设备
EOI
用于标记讲者的信息串结尾或由控者发布一个轮询命令
6）PIB连接规则
GPIB总线上最多允许15个设备，而连线的最大总长度为20米，相邻设备的长度不超过4米（平均长度不大于2米），另外，GPIB系统在使用时，要求系统中三分之二的设备处于电源开启状态。
GPIB系统的连线方式有：
线性连接和星形连接。
5）GPIB地址
使用GPIB时，应注意GPIB设备的地址设置（与连线方式无关）。
一般，GPIB控者的默认地址是0，听（讲）者的地址可以是1到30。
在作为控者的GPIB设备上，不仅要设置控者本身的地址，还要设置与之相连的设备的地址，控者访问某设备时，需要首先给出该设备的地址。
作为听（讲）者的设备，只需设置
自身的地址。
例如，在一个GPIB系统中，控者是计算机中的PCI-GPIB卡，而听者（讲者）是若干台仪器（如5台示波器），那么，PCI-GPIB卡的地址为0，而示波器的地址可以是1到5，计算机通过GPIB控制示波器或读示波器的数据时，其程序必须获得该示波器的地址，否则无法正确地通信。
2．硬件安装
1）PCI-GPIB板的安装
步骤如下：
1关闭计算机
2打开机箱
3将PCI-GPIB板插入PCI插槽，用螺钉锁住PCI-GPIB板
4装好机箱
2）连接线的安装
将GPIB连接电缆的一头连接到示波器背后的GPIB接口，另一头连接到PCI-GPIB板
（已安装在计算机上）的GPIB接口，并旋紧接头上的螺栓。
3．软件安装
1启动计算机后，将GPIBSoftwareDisk#1插入软盘驱动器
2运行Disk#1上的程序setup
3根据提示输入命令，直至安装完毕，注意：
当安装程序询问启动计算机时是否运行驱动程序（即修改Autoexec.bat）时，应选择“是”。
4重新启动计算机
5
4．计算机上设置GPIB
1）CBCON32----配置GPIB软件
在安装了GPIB软件后，程序组内可以找到GPIB-Library项目，该项目中已有三个程序：
CBCONF32、CBTEST32、CBIC32。
运行CBCONF32，屏幕显示CBCONF32提示画面，回车后，出现CBCONF32的主菜单：
CBCONFMAINMENU
EditGPIB0BoardOptions
EditGPIB1BoardOptions
SaveCurrentConfiguration
TypeofDisplay=color
ExitfromIBCONFProgram
选择EditGPIB0BoardOptions并回车，出现GPIB0菜单：
GPIB0Menu
GPIB0BoardOptions
Dev1DeviceOptions
Dev2DeviceOptions
Dev3DeviceOptions
Dev4DeviceOptions
Dev5DeviceOptions
Dev6DeviceOptions
Dev7DeviceOptions
Dev8DeviceOptions
Dev9DeviceOptions
Dev10DeviceOptions
Dev11DeviceOptions
00more00
选择GPIB0BoardOptions，屏幕显示：
GPIB0BoardOptionsMenu
BoardNameisGPIB0
BoardisINSTALLED
BoardTypeisISA-GPIB
BoardSlot=---
BaseI/OAddress=300
InterruptLevel=7
DMAChannel=---
PrimaryGPIBAddress=0
SecondaryGPIBAddress=NONE
Timeoutsetting=10secs
EOSbyte=0
TerminateReadonEOS=NO
SetEOIWithEOSonWrite=NO
TypeofCompareonEOS=7Bit
00more00
这个菜单用于设置GPIB板的各项参数，这里仅修改第三项，将ISA-GPIB改为PCI-GPIB，修改后返回GPIB0菜单，再选择Dev1DeviceOptions并回车，屏幕出现Dev1DeviceOptions菜单：
Dev1OptionsMenu
NameofDevice=Dev1
PrimaryGPIBAddress=1
Timeoutsetting=10secs
EOSbyte=0
TerminateReadonEOS=NO
SetEOIWithEOSonWrite=NO
TypeofCompareonEOS=7Bit
SetEOIonLastByteofWrite=YES
SerialPollTimeout=1sec
Forcere-addressing=NO
ReturntoBoardMenu
该菜单用于设置设备1（即示波器）的参数。
可以使用其默认值。
5．在示波器上设置GPIB
打开示波器，待初始化完毕后，按UTILITY键，在屏幕右侧找到“选件”，按对应的键，再找到“GPIB设置”并按对应键，屏幕右侧就出现两个项目：
“地址”和“总线连接”，然后输入地址（这里，应输入1），并将“总线连接”设置为“讲--听”。
6．利用GPIB卡将示波器中的数据送入MATLAB
较新版本的MATLAB中已集成有仪器控制工具，在GPIB的支持下，可与泰克仪器进行通信。
下面简要说明。
打开工具箱中的InstrumentControl组件（如果已安装的话），点击其中的Tutorials项，InstrumentControlToolboxTutorials菜单即被打开，选择GPIB选项卡，再点击BinaryRead/Write按钮，再连续点击Next，文本窗中的文字告诉我们在MATLAB中如何操作GPIB设备。
下面是一个将示波器上的时域波形送如计算机中的MATLAB，再在MATLAB中做付立叶变换的程序例子（在MATLAB6.0上验证）：
%ADemoofGPIBCommunicationandSignalProcessing
%
%
%*****************************************************************************
%ReadfromtheTDS210Oscilloscope
%*****************************************************************************
In_Buffer_Size=2048;%输入缓冲区长度
Gpib_obj=gpib（'ni',0,1）;%定义GPIB对象
set（Gpib_obj,'InputBufferSize',In_Buffer_Size）;%设置缓冲区
fopen（Gpib_obj）;%打开GPIB对象
fprintf（Gpib_obj,'Data:
SourceCH1'）;
fprintf（Gpib_obj,'Data:
EncdgSRpbinary'）;
fprintf（Gpib_obj,'Data:
Width1'）;
fprintf（Gpib_obj,'Data:
Start1'）;
fprintf（Gpib_obj,'Curve?
'）;%发出控制命令
data=fread（Gpib_obj,In_Buffer_Size）;%读数据
clrdevice（Gpib_obj）;
fclose（Gpib_obj）;%关闭GPIB对象
%*****************************************************************************
%Pre-processing
%*****************************************************************************
data（1:
10）=0;%去除开始的数据
data_mean=mean（data）;data=data-data_mean;%去直流
data（1:
10）=0;
subplot（2,2,1）;plot（data）;%显示
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