如何為儀器控制系統(tǒng)選擇合適的硬件總線(xiàn)

　　5. 常見(jiàn)總線(xiàn)的選擇指南　　

 

　　6. 儀器控制硬件總線(xiàn)概述

　　GPIB
         

　　通用接口總線(xiàn)(GPIB)在獨(dú)立儀器中是一種最常見(jiàn)的I/O接口。GPIB是8位并行數(shù)字通信接口，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)8 Mb/s。一個(gè)GPIB控制器總線(xiàn)可以最多連接14個(gè)儀器，并且其布線(xiàn)距離小于20米。但是，您可以通過(guò)使用GPIB擴(kuò)展器和延長(zhǎng)器克服這些限制。GPIB電纜和連接器種類(lèi)豐富，并且是工業(yè)等級(jí)的，可以用于任何環(huán)境中。

　　GPIB不是一個(gè)PC工業(yè)總線(xiàn)，很少用于PC上。但是，您可以使用一個(gè)插件板，如PCI-GPIB，或者外部轉(zhuǎn)換器，如NI GPIB-USB，將GPIB儀器控制功能添加到PC上。

　　串行總線(xiàn)
         

　　串行總線(xiàn)是主要用于老式臺(tái)式機(jī)和筆記本電腦上的設(shè)備通信協(xié)議，請(qǐng)不要將其與USB混淆。在很多設(shè)備中，串行總線(xiàn)是最常見(jiàn)的儀器通信協(xié)議，而且很多與GPIB兼容的設(shè)備還具有EIA232端口。EIA232 和EIA485/EIA422也可以被稱(chēng)作RS232和RS485/RS422。

　　串行通信的概念很簡(jiǎn)單。串行端口每次發(fā)送和接收一個(gè)比特的信息。雖然它比每次傳輸整個(gè)字節(jié)的并行通信慢，但是串行總線(xiàn)更簡(jiǎn)單，而且使用距離更長(zhǎng)。

　　通常情況下，工程師們使用串行接口來(lái)傳輸ASCII數(shù)據(jù)。他們使用三個(gè)傳輸線(xiàn)路來(lái)完成通信：地線(xiàn)、發(fā)送線(xiàn)和接收線(xiàn)。因?yàn)榇型ㄐ攀钱惒降模丝诳梢栽谝粭l線(xiàn)路上傳輸數(shù)據(jù)，而在另一條線(xiàn)路上接收數(shù)據(jù)。其它線(xiàn)路可用于信號(hào)握手，但并不是必須的。串行通信的關(guān)鍵指標(biāo)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)位。兩個(gè)串行端口若要進(jìn)行通信，這些參數(shù)必須匹配。

　　USB
         

　　通用串行總線(xiàn)(USB)主要是用于與PC連接的外圍設(shè)備，例如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等。在過(guò)去的幾年中，支持USB連接的設(shè)備數(shù)量急劇增加。USB是一種即插即用技術(shù)，當(dāng)添加一個(gè)新設(shè)備時(shí)，USB主機(jī)自動(dòng)檢測(cè)該設(shè)備，發(fā)出詢(xún)問(wèn)以識(shí)別該設(shè)備，并為其配置合適的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

　　USB 2.0對(duì)于低速和全速設(shè)備是完全兼容的。其高速模式的數(shù)據(jù)傳輸速率能夠高達(dá)480 Mbit/s (60 MB/s)。最新的USB3.0規(guī)范具有超高速模式，其理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)5.0Gbit/s。

　　雖然USB總線(xiàn)的設(shè)計(jì)初衷是針對(duì)PC外設(shè)，但是它的速度、廣泛的適用性以易用性，令其在儀器控制應(yīng)用中具有很大的吸引力。而USB總線(xiàn)在儀器控制中也存在一些不足：首先，USB線(xiàn)纜不是工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的，可能在充滿(mǎn)噪聲的環(huán)境中導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失;另外，USB線(xiàn)纜沒(méi)有鎖緊裝置，線(xiàn)纜可以很輕易地被拔出PC;而且，即便使用了中繼器，USB線(xiàn)纜的最長(zhǎng)傳輸距離只有30m。