LIAISONS ET INTERFAÇAGE

D'INSTRUMENTS DE LABORATOIRE

15ème rencontre des électroniciens de Midi-Pyrénées

20 Octobre 2011

Interface GPIB (IEEE-488)

I – L’interface de communication GPIB (IEEE-488) P 4

III – L’interface GPIB : logiciel P 8

II – L’interface GPIB : matériel P 6

IV – TP P13

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•L’interface GPIB (General Purpose Interface Bus) est bus de communication inventé par Hewlett-Packard

pour le pilotage d'appareils de mesure électroniques. Il est devenu un standard édité par la norme ANSI/IEEE-

488.2 qui a été longtemps prépondérant dans les bancs de test d’instrumentation et de contrôle de

périphériques dans l'industrie.

•Ce système se caractérise par une transmission en série d'octets, c'est-à-dire à une transmission sur 8 bits en parallèle à des taux de transfert de données intéressants (~ 8 MegaOctets/s). Les signaux sont transmis

en TTL, en logique négative.

•Le bus IEEE-488 utilise 16 fils :

– 8 lignes bi-directionnelles pour le transfert des données (ASCII/bin avec ou sans parité)

– 3 lignes de ‘’handshake’’ (DAV, NRFD, NDAC)– 5 lignes pour la gestion de l'interface (ATN, EOI, IFC, REN, SRQ)

– 8 lignes de masse.

•La distance maximum entre chaque appareil est d'environ 4 mètres et la longueur totale du câblage ne doit

pas excéder 20 mètres.

I – L’interface GPIB (IEEE-488)

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•Les périphériques GPIB peuvent être de types Parleur (Talker), écouteur (Listener) ou contrôleur

(Controller).

•Une adresse (de 0 à 30) est affectée à chaque appareil connecté sur le bus (par soft ou roue

codeuse)

•Il existe des commandes communes pour tout les instruments conformes au standard IEEE 488.2

(Ex : *IDN?)

•Les équipements répondent à un protocole d’interrogation en fonction de leurs ‘’possibilités’’ et

transmettent leurs données sous un format propre (se reporter à leur documentation) Ex : HEWLETT-PACKARD,34401A,0,4-1-1 <LF>.

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•Comparaison de l’interface GPIB avec d’autres bus de communication.

II – L’interface GPIB : matériel

•Avantages :

- Le bus GPIB permet de connecter entre eux jusqu'à 15 appareils (PC compris)- Pas de problème d’adaptation du bus (inclus)

- Branches du bus connectées indifféremment en chaîne ou en étoile.

- Débit ‘’confortable’’ sur des distances ‘’suffisantes’’ pour un banc de test.

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•Différents type de contrôleurs :

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•Les fabricants de cartes contrôleur GPIB

fournissent des bibliothèques de fonctions pour

développer des applications dans divers langages

de programmation (C, Basic, etc) ou avec des

outils propriétaires comme Labview, Keithley,

etc...

III – L’interface GPIB : logiciel

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•Exemple de fonctions de bas niveau

– Ouverture du contrôleur du bus : Function ibfind(NomCarte As String, IBSTA As Integer,

IBERR As Integer, IBCNTL As Long) As Integer.• NomCarte est le nom symbolique de la carte d'interface de l'ordinateur, en général

GPIB0.

• IBSTA : variable d'état qui indique si l'opération a engendré ou non une erreur. Si IBSTA est

négatif : erreur.

• IBERR contient le code d'erreur• IBCNTL, en lecture, indique le nombre de caractères lus.

– Ouverture du périphérique : Function ibfind(NomDevice As String, IBSTA As Integer, IBERR

As Integer, IBCNTL As Long) As Integer.

– Envoi d'une commande à un appareil : Function ibwrt(IdDevice As String, Cde As String,

Compte As Long, IBSTA As Integer, IBERR As Integer, IBCNTL As Long) As Integer.

– Lecture de données émises par un appareil : Function ibrd(IdCarte As String, Lect() As Byte, Compte As Long, IBSTA As Integer, IBERR As Integer, IBCNTL As Long) As Integer.

– Fermeture du bus et des ‘’devices’’ : Function ibonl(IdCarteouDev As String, v As Integer,

IBSTA As Integer, IBERR As Integer, IBCNTL As Long) As Integer.

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•Il existe aussi un standard de communication, VISA (Virtual Instrument Software Architecture) qui décrit des

fonctions d’interfaçages unifiées pour le contrôle des instruments GPIB, VXI, RS-232, TCP/IP, USB et autres.

•Ce standard a été développé et adopté par les ‘’majors’’ industriels tels que Agilent, National Instruments,

etc. Ce sont des bibliothèques de fonction de communication standardisées qui font abstraction du matériel si bien qu’il y a généralement peu de chose à modifier dans les programmes si le type d’interface de liaison ou si

un appareil est échangé par un autre (au fonctions spécifiques près).

•Des fonctions VISA sont donc utilisables pour dialoguer via le bus GPIB et de nombreux fabricants

fournissent aussi les bibliothèques pour la programmation dans les divers langages.

•National Instrument propose par exemple dans Labview un jeu de fonctions VISA et des fonctions bas niveau

spécifiques GPIB.

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•Les fabricants d’appareils de mesures disposants de l’interface GPIB fournissent des bibliothèques de

fonctions pour contrôler le matériel, et souvent des ‘’pilotes’’ Labview. Il donnent des exemples d’applications dans différents langages mettant en œuvre les fonctions GPIB qui peuvent servir de base de départ pour la

réalisation d ’un projet.

Nota : adresse utile pour Labview : http://sine.ni.com/apps/utf8/niid_web_display.drv_search

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Adresses utiles :

GPIB

http://standards.ieee.org/reading/ieee/std_public/description/im/488.2-1992_desc.html

http://www.interfacebus.com/Design_Connector_GPIB.html

http://en.wikipedia.org/wiki/GPIB

http://www.ni.com/gpib/f/what_is.htm

http://www.ni.com/gpib/f/

driver zone

http://www.ni.com/devzone/idnet/

LabView Zone

http://www.ni.com/labview/community/f/

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Connexion d ’un générateur de fonction et d’un oscilloscope par bus GPIB à un PC.

Pilotage du générateur et récupération des données (affichées à l ’écran de l’oscilloscope ou via un multimètre) dans un fichier tableau ASCII.

IV – TP