GPIB－RS232C接口转换设计及应用概述

1 引言

在电子测量与仪器领域内，GPIB和RS232C属于应用较广泛的标准接口总线。GPIB适于建立自动测试系统（ATS），RS232C常用于数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的联接。目前，已研制了许多专用大规模集成威廉希尔官方网站 芯片来帮助设计者实现GPIB和RS232C接口，且这些芯片都与微处理器的内部总线相容。标准接口总线解决了设备与设备之间，或者功能组件与功能组件之间的接口问题。借助适当的接口总线把若干设备或功能组件联接起来就可构成一个ATS。如果把基于一种标准接口系统的测试装置作为子系统，再把若干子系统联接起来构成大系统或测试和控制网络，则实际需解决的就是不同标准接口总线之间的转换问题。

2 接口转换硬件设计

GPIB（即IEEE488）是目前普遍使用的一种可程控测量仪器的接口，并已有正式颁布的IEEE488和IEC625标准文本。最早投入市场的大规模集成威廉希尔官方网站 GPIB接口片子是Motorola公司的MC68488。RS232C则是用得最多的一种串行通信标准，用于DTE和DCE之间的接口，串行通信接口常用的标准L

SI芯片是Intel8251A。把与GPIB和RS232C标准相容的集成接口芯片作为微处理器内部总线上的输入／输出口，就能构成GPIB－RS232C转换器。GPIB－RS232C转换威廉希尔官方网站 板即以AT89C51作为控制中心，用MC68488与GPIB系统母线相连，用INTEL8251A作为AT89C51同RS232C的接口，从而实现GPIB－RS232C接口转换。

AT89C51是一种带4K字节闪速可编程可擦除只读存储器（PEROM）的低功耗、高性能CMOS8位微控制器。该器件采用ATMEL高密度、非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS－51指令集和输出管脚相兼容。AT89C51具有以下一些标准特性：4K字节的闪速存储器，128字节RAM，32个I／O线，2个16位定时器／计数器，5个两级中断源结构，1个全双工串行口，片内振荡器和时钟威廉希尔官方网站 。此外，AT89C51设有静态逻辑，可以在低到零频率的条件下工作，支持2种软件可选的省电模式。在闲置模式下，CPU停止工作，但RAM、定时器／计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容，并且冻结振荡器，禁止所有其他片内控制单元功能，直到下一个硬件复位为止。

GPIB－RS232C接口转换威廉希尔官方网站 板的主要功能有：MC68488具有完整的GPIB听／讲能力，而Intel8251A有能力发送和接收位串行数据，因此，在GPIB控制器管理下能正确实现GPIB器件与RS232C器件之间的数据交换；该接口转换威廉希尔官方网站 板作为GPIB器件具有单个或双主－副地址识别能力，响应GPIB控制器发送的有关GPIB命令。图1为GPIB－RS232C接口转换威廉希尔官方网站 示意图。

3 接口转换软件设计

因为有大规模集成威廉希尔官方网站 接口芯片，该接口转换威廉希尔官方网站 板硬件实现较为容易，关键是要设计一个完善的监督管理程序。程序流程图如图2所示，流程设计是以GPIB传送数据给RS232C为主，因此监控系统初始化之后，首先识别MC68488是否听受命？一旦听受命就接收GPIB数据，直到完成一个数据块的输入为止。数据块输入完成后，就启动Intel8251数据发送部分工作，连续发送从MC68488输入的数据字节。RS232C接收数据是从识别Intel8251接收中断开始。如果Intel8251状态寄存器D7＝1，监督程序就转入从RS232C接收数据分支。首先从Intel8251接收整个数据块，然后借助GPIB的SRQ线向GPIB控制器提出服务请求；待GPIB控制器执行串行查询序列，响应该转换器服务请求后，就可以通过MC68488把接收到的数据块输给GPIB系统受命的听器件（或控制器）。注意从RS232C接收数据块时，要约定末字节识别标志。

4 接口转换应用实例

PCB程控探针定位设备是一种对被测试的印制威廉希尔官方网站 板进行测试点定位的设备，它在计算机的支持下自动定位于被测试点，并且穿透印制板防护层，获取被测试点的电信号。其组成结构见图3，其定位功能由系统主控制器通过GPIB总线实现，而PCB的供电、信号源及测试仪器由具体的被测PCB的特性来确定。程控探针定位设备采用步进电机开环控制实现探针X、Y方向的自由移动，采用电磁铁吸合控制实现探针的上下升降，探针通过刻划来穿透PCB阻焊层，保持与测试点的可靠接触。该定位设备的微处理器威廉希尔官方网站 板属于外购产品，可实现对步进电机移位和电磁铁吸合的控制，并且，微处理器威廉希尔官方网站 板中已设计了RS232C接口，可以实现与测试系统主控计算机的串行通信。但是在ATS中，对程控台式测试设备通常采用GPIB控制，因此需要进行GPIB－RS232C接口转换。通过上述方法设计的接口转换威廉希尔官方网站 ，能确保PCB程控探针定位设备挂上GPIB总线，顺利地连入ATS中。并且，程控信号除了使用GPIB接口外，拔除与接口转换威廉希尔官方网站 板中相连的RS232C插头，用外部电缆可直接使用RS232C控制方式完成PCB程控探针定位设备的全部功能，而此时GPIB的控制无效。