Tema 4' Instrumentacin programable

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Tema 4. Instrumentación programable

• Instrumentación Industrial.
• Curso 2005-2006
• G.Benet

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Instrumentación programable

• Buses de interconexión de instrumentos
• Bus IEEE 488 (GPIB)
• Lenguajes de programación de instrumentos
• Lenguaje SCPI
• Entornos gráficos de programación.
• Entorno LabVIEW

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Bus IEEE488

• Permite la interconexión entre un computador y
  hasta 14 instrumentos sobre el mismo cable.
• Bus paralelo
• Distancias cortas
• 1 ó 2 MB/s
• Transferencias asíncronas

En Línea
En Estrella
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Bus IEEE488. Breve historia

• 1965 Hewlett-Packard desarrolla el HP-IB.
• 1975 HP-IB se convierte en IEEE488
• 1987 se estandarizan las normas IEEE488.1 y .2
• 1990 Se desarrolla el lenguaje SCPI (Standard
  Codes for Programmable Instruments)

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IEEE488- Estructura del bus

• Funcionalidades básicas
• Controlador (Controller)
• Locutor (Talker)
• Oyente (Listener)
• 16 lineas activas
• 8 bits para I/O.
• 8 bits para control
• 5 para control general (Órdenes unilínea)
• 3 para interbloqueo (handshaking)

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IEEE488. Tipo de conector
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IEEE488.Principales características
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IEEE488.Líneas de control. LINEAS DE CONTROL
GENERAL

• ATN (Attention) Sólo puede activarla el
  Controlador y debe ser monitorizada por todos los
  dispositivos conectados.
• Si ATN1 (nivel bajo) el bus está en modo de
  órdenes. Todo lo que se envia en este modo es
  interpretado como una orden del bus.
• Si ATN0 (nivel alto) el bus está en modo de
  datos (el dispositivo que haya sido previamente
  direccionado como Locutor comenzará a enviar
  datos).
• IFC (Interface Clear) Empleada por el
  Controlador para paralizar las transferencias en
  marcha y dejar al bus en un estado ocioso (Idle).
• REN (Remote Enable) Utilizada por el Controlador
  para forzar a todos los oyentes que hayan sido
  previamente direccionados para ello a que se
  coloquen en modo de operación remota (es decir,
  reciben las órdenes del bus, en lugar de los
  mandos del panel frontal de cada instrumento).
  Cuando es FALSA, los dispositivos vuelven al modo
  de operación local.
• SRQ (Service Request) Línea en colector abierto,
  que permite a cualquier dispositivo solicitar
  atención del Controlador. A continuación, el
  Controlador puede realizar una Encuesta Paralelo
  ó Serie para averiguar quién es el solicitante.
• EOI (End Or Identify) Esta línea puede ser
  activada por el controlador ó por el Locutor
  activo, ya que tiene 2 efectos
• Cuando se activa EOI ATN significa que el
  Controlador va a realizar una encuesta en
  paralelo.
• Sin embargo, si EOI se activa cuando ATN0,
  ello indica fin del mensaje.

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IEEE488.Líneas de control. LINEAS DE
INTERBLOQUEO (Handshaking)

• DAV (Data Valid). Datos Válidos. Usada para
  indicar la condición de las líneas de datos. La
  activa el Locutor cuando los datos emitidos son
  estables, pero sólo si la línea NRFD está
  inactiva (Nivel alto)
• NRFD (Not Ready For Data). No preparado para
  recibir datos. Utilizada por cada dispositivo
  oyente para indicar la capacidad de recibir
  datos. Un oyente la activará, poniéndola a nivel
  bajo cuando no esté preparado para recibir datos.
  Debido a ello, y a que esta línea se implementa
  con colector abierto, basta con que exista un
  sólo equipo no preparado para que la línea adopte
  un nivel bajo, impidiendo la transmisión.
• NDAC (Not Data Accepted). Datos no aceptados.
  Utilizada por el oyente para indicar al locutor
  que el octeto enviado ha sido aceptado (leido)
  del bus. Esta línea, al igual que la anterior,
  utiliza colector abierto, por lo que hasta que
  todos los oyentes no hayan aceptado el octeto, la
  línea permanece activa a nivel bajo.

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Protocolo del Bus IEEE488
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IEEE488 Tabla de comandos (Ascii)

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Terminación de mensajes en IEEE488

• Es una posible fuente de errores. Hay tres
  procedimientos diferentes
• El locutor envia al final de cada mensaje CRLF.
  (Método no normalizado. Empleado por algunos
  fabricantes en el pasado. Puede colgar el bus).
• El locutor activa la línea EOI al mismo tiempo
  que envía el ultimo octeto del mensaje. (Es el
  método normalizado).
• El locutor envia CRLF y activa el EOI al enviar
  el LF. (Método aceptable y bastante utilizado).

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Ejemplo de tráfico en IEEE488

• Un controlador (Direcc. 21) programa a un
  voltímetro (Direcc. 5) para que tome medidas de
  tensión en el rango de 1V (F1R2). Obsérvese que
  no emplea la línea EOI (Fuera de normas). Los
  tres primeros bytes se envian como ordenes del
  bus (direccionamientos). El resto de bytes se
  envia como datos.
• Ciclo Comentario 8765 4321 ATN EOI SRQ
• --------------------------------------------------
  -----------
• 1 Unlisten (?) 0011 1111 1 0 0
• 2 Dir.emisor 21(U) 0101 0101 1 0 0
• 3 Dir.receptor 5() 0010 0101 1 0 0
• 4 (F) 0100 0110 0 0 0
• 5 (1) 0011 0001 0 0 0
• 6 (R) 0101 0010 0 0 0
• 7 (2) 0011 0010 0 0 0
• 8 Retorno de carro 0000 1101 0 0 0
• 9 Fin de linea 0000 1010 0 0 0

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Ejemplo de tráfico en IEEE488 (2)

• Este ejemplo es idéntico al anterior, pero en
  este se emplea el método estándar de finalizar el
  mensaje, utilizando la línea EOI al enviar el
  ultimo byte.
• Ciclo Comentario 8765 4321 ATN EOI SRQ
• --------------------------------------------------
  -----------
• 1 Unlisten (?) 0011 1111 1 0 0
• 2 Dir.emisor 21(U) 0101 0101 1 0 0
• 3 Dir.receptor 5() 0010 0101 1 0 0
• 4 (F) 0100 0110 0 0 0
• 5 (1) 0011 0001 0 0 0
• 6 (R) 0101 0010 0 0 0
• 7 (2) 0011 0010 0 1 0

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Ejemplo de tráfico en IEEE488 (3)

• Este listado corresponde a la respuesta del
  voltímetro una vez ha realizado la medida, para
  lo que utiliza la línea SRQ
• Ciclo Comentario 8765 4321 ATN EOI SRQ
• --------------------------------------------------
  -------------------
• 1 Unlisten (?) 0011 1111 1 0 1
• 2 Dir.receptor 21(5) 0011 0101 1 0 1
• 3 Dir emisor 5 (E) 0100 0101 1 0 1
• 4 () 0010 1011 0 0 1
• 5 (1) 0011 0001 0 0 1
• 6 (.) 0010 1110 0 0 1
• 7 (0) 0011 0000 0 0 1
• 8 (7) 0011 0111 0 0 1
• 9 (8) 0011 1000 0 0 1
• 10 (7) 0011 0111 0 0 1
• 11 (0) 0011 0000 0 0 1
• 12 (0) 0011 0000 0 0 1
• 13 (E) 0100 0101 0 0 1
• 14 (-) 0010 1101 0 0 1
• 15 (0) 0011 0000 0 0 1
• 16 (1) 0011 0001 0 0 1