GPIB接口设计与SCPI解析模块研究

"面向GPIB母线的设计-图像工程（第2版 下）-图像理解.章毓晋.清华大学出版社, SCPI 解析器" 本文主要探讨了在设计面向GPIB（General Purpose Interface Bus，通用接口总线）母线的系统时的关键技术，特别是在微处理器连接和GPIB接口功能设计中的细节。GPIB接口是自动化测试设备和仪器仪表之间通信的标准方式，它基于IEEE488协议。 在3.3.3.1 面向微处理器的设计部分，文章指出设计中需要构建一个能够正确处理寄存器访问地址的译码电路，并与微处理器的WE（Write Enable）和DBIN（Data Bus In）信号协同工作，以实现对GPIB控制器的读写操作。这里的CE（Chip Enable）信号用于选通地址译码，而GPIB的读写信号并不像常规的RD（Read）和WR（Write），而是通过DBIN和WE信号共同完成。对于13个寄存器的译码，只需要使用RS[2：0]，这需要与DBIN信号配合完成译码功能。 3.3.3.2 面向GPIB母线的设计是设计的核心，涉及与GPIB总线交互的接口功能实现。这部分强调了接口功能的实现依赖于各个子接口，这些子接口通常根据IEEE488协议的要求划分为多个相关状态。在使用Verilog HDL实现这些状态转换时，引入了有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。FSM分为同步状态机和异步状态机，其中同步状态机又分为Mealy型和Moore型。Mealy型状态机的输出不仅取决于当前状态，还取决于当前输入，而Moore型状态机的输出只依赖于当前状态，与当前输入无关。在工程实践中，由于Mealy型状态机通常需要较少的状态存储单元，因此更常被采用。 在设计过程中，状态图和转换表是简化状态表建立过程的常用工具。状态图通过图形化的方式直观表示逻辑问题，而转换表则更直接地列出状态之间的转换规则。 此外，文中提到了SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments，程控仪器标准命令）解析器的重要性。SCPI是建立在IEEE488.2基础上的，旨在标准化程控仪器的数据和命令，以提高自动测试系统的程序开发效率和兼容性。在仪器接口平台中加入SCPI解析模块，可以将复杂的ASCII码字符串转换为简单的二进制代码，从而简化软件设计，提高远程控制响应速度。 论文中还提及了RS232和GPIB两种接口类型，并提出接口电路独立于仪器，可以与仪器的微处理器间进行通信，这样既不影响仪器的设计，也能实现灵活的接口板设计。