来源：电子技术应用 作者：暨南大学 黄君凯 吴延军

    摘要：描述了基于rs232接口的gpib控制器的设计，利用单片机控制gpib接口芯片nat914,并通过scpi语句在winelows操作系统自带的串口通信工具超级终端中，实现了计算机与gpib仪器的通信与程控。

    关键词：单片机gplib scpi超级终端

    越来越多的测量仪器提供gpib(general purpose intefface bus)总线接口，通过该总线可以方便快捷地连接带有gpib接口的仪器及计算机，组成一个gplb网络。gpib设备与计算机连接时，需要借助gpib接口板卡，但这些gpib接口板卡价格昂贵，给仪器与计算机连接带来不便。在大多数情况下计算机只连接一台gpib接口仪器，并不需要这些功能复杂价格昂贵的gpib板卡。面对单台仪器与计算机连接的功能需求，本文设计了一种性价比突出的rs232一gpib控制器，该控制器利用计算机最常用的rs232接口，控制带有gpib接口的仪器，在计算机与仪器之间建立数据传输的通道。同时，支持scpi(standard commands for prognmnnable instrumentation)指令集，只需在windows操作系统自带的工具软件超级终端中输入scpi指令，便可方便地对仪器进行参数设置和读取测试结果。

    rs232-gpib控制器的设计，旨在连接计算机和带有gpib接口的测量仪器，并利用计算机的键盘和显示器来操控仪器进行程控测量。本设计中计算机端接口为rs232接口，使用这个串口作为通信工具，编程方便、连接简单可靠，软件则采用windows操作系统自带的超级终端。因此，可以很方便地完成计算机串口数据的接收和发送，无需自行开发计算机端软件，节省了控制器的开发时间。所设计控制器的核心是单片机，它一端连接计算机rs232串口，一端连接仪器gpib接口，单片机接收来自计算机超级终端的scpi指令，并转发给带有gpib接口的仪器执行。仪器执行完成指令后将执行结果发送给控制器，控制器再将所收到的数据通过rs232串口传递给计算机．在超级终端中显示。

    1 硬件设计

    单片机是rs232-gpib控制器的核心，本设计选用ateml公司的at89c51单片机。由于89c51应用领域广泛，拥有丰富的片上资源和总线式i／o口，支持高级语言编程，内部集成了符合rs232数据规范的异步串行控制单元。因此，使用tx和rx串行接口线与外部串行传输数据，只需在单片机外部使用max232芯片进行电平转换，便可直接连接计算机的串行端口(com)。控制器的硬件结构如图1所示，其中，gpib接口控制电路是控制器硬件设计的重点。

    需要指出的是：使用智能化的gpib接口芯片，可以大大简化gpib接口电路的设计。目前最常用的芯片有两种，一种以美国国家仪器公司生产的tnt4882芯片为代表，将所有接口功能集成在芯片上，完全由硬件完成接口功能，不需要其他辅助芯片，并且直接连接gpib总线；另一种是以美国德州仪器公司生产的tms9914芯片为代表，依靠软件编程来完成gpib接口功能，由接口芯片sn75160和sn75161进行电平转换后连接gpib总线。这二种芯片的比较如表l所示。考虑到成本等因素，本设计选用与tms9914芯片完全兼容的nat9914芯片作为gpib总线接口芯片。nat9914是一款标准的gpib控制芯片，可以执行所有gpib接口功能，具有直接存储器存取(dma)功能,可编程时钟和波特率，采用cmos驱动，并兼容ttl电平，因此使用极为方便。同时，选用sn75160作为数据转换器，sn75162作为握手线和控制线转换器，与nat9914配套使用，连接gplb接口。

    在图l中，采用89c51的po口连接nat9914的数据接口，作为数据总线和gpib进行双向数据交换；pl的i／o口作为地址总线，对nat9914内部寄存器寻址。nat9914的中断输出连接在89c51的外部中断接口上，采用中断触发的方式管理gpib接口通信；nat9914的时钟信号一般采用独立时钟源。本设计中，考虑到控制器的功能仅完成与单台gpib接口仪器之问的通信，时钟频率的高低对gpib接口数据传输速度影响基本可以忽略，因此直接使用89c51的ale信号作为nat9914时钟信号，这样可以充分利用89c51的片上资源，简化电路,降低硬件成本。

    2 软件设计

    计算机端软件采用超级终端，用户在超级