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LIAISONS ET INTERFAÇAGE
D'INSTRUMENTS DE LABORATOIRE
15ème rencontre des électroniciens de Midi-Pyrénées
20 Octobre 2011
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
20/10/2011 Liaison et interfaçage d'instruments de
laboratoires - GPIB - B Sinardet
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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