[實(shí)用新型]USB－GPIB接口轉(zhuǎn)換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720126114.6
• 申請日: 2007-10-19
• 公開（公告）號: CN201084145Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭恩全;李淑霞;石俊斌;趙濤
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西海泰電子有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司
• 代理人: 彭冬英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)通信接口技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種USB-GPIB接口轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)

在測試測量系統(tǒng)中使用的大多數(shù)臺式儀器都配置有GPIB接口，而現(xiàn)在的PC機(jī)大多數(shù)無法和其直接相連，故要實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對儀器的控制必須使用轉(zhuǎn)換接口，通常的做法是使用儀器廠商提供的專用模塊附件才能和計(jì)算機(jī)通信。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為計(jì)算機(jī)和臺式儀器提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和通訊的簡單方便實(shí)用的GPIB和USB接口轉(zhuǎn)換裝置。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的采取如下技術(shù)解決方案：一種USB-GPIB接口轉(zhuǎn)換裝置，包括GPIB接口、總線驅(qū)動(dòng)器、FPGA單元、CPU單元、USB接口，??GPIB總線、GPIB接口、總線驅(qū)動(dòng)器、FPGA單元、CPU單元、USB接口、USB總線依次雙向連接，USB接口輸出端連接電源模塊，電源模塊輸出端連接FPGA單元和CPU單元電源輸入端。

本實(shí)用新型可以使得PC機(jī)通過USB接口對帶GPIB接口的儀器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)快速的控制，其優(yōu)點(diǎn)是；

1、使用簡單。由于USB接口具有即插即用的優(yōu)點(diǎn)，因此使用此接口時(shí)無須打開計(jì)算機(jī)和重新啟動(dòng)系統(tǒng)。

2、接口方便，GPIB使用的是公頭插座，可以和儀器直接相連，無須外加延長線。

3、體積輕巧。由于本接口采用USB供電，無須外加電源，因此體積非常輕巧。

附圖說明：

圖1是本實(shí)用新型的電路原理結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是CPU單元的電路原理圖；

圖3是FPGA單元的電路原理圖；

圖4是總線驅(qū)動(dòng)器的電路原理圖；

圖5是電源模塊的電路原理圖；

圖6是接口單元的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型主要由下述部分組成：GPIB總線、GPIB接口、總線驅(qū)動(dòng)器、FPGA單元、CPU單元、USB接口、USB總線依次雙向連接，USB接口輸出端連接電源模塊，電源模塊輸出端連接FPGA單元和CPU單元電源輸入端。

1、CPU單元

CPU單元功能主要是完成USB協(xié)議轉(zhuǎn)換和對FPGA的控制，其電路主要是由USB2.0控制器芯片CY7C68013A，晶振電路，復(fù)位電路，EEPROM存儲電路組成。

2、FPGA單元

FPGA單元功能是實(shí)現(xiàn)GPIB協(xié)議和狀態(tài)轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA單元主要是由可編程邏輯芯片XC3S200，20Mhz晶振，EEPROM芯片，JTAG程序下載接口組成。XC3S200主要是實(shí)現(xiàn)GPIB協(xié)議的翻譯和轉(zhuǎn)換，20Mhz晶振作為XC3S200的輸入時(shí)鐘，可以為系統(tǒng)提供精準(zhǔn)的參考。EEPROM芯片存儲的是FPGA的程序，在上電初始，此程序會引導(dǎo)到FPGA中。JTAG程序下載接口可以將程序下載到EEPROM或者XC3S200中，實(shí)現(xiàn)在線編程。

3、總線驅(qū)動(dòng)器

總線驅(qū)動(dòng)器由SN75ALS160和SN75ALS162組成，他們主要的功能是增強(qiáng)GPIB總線信號的驅(qū)動(dòng)功能，以便可以控制多達(dá)14臺儀器；

4、電源模塊

電源模塊的主芯片由TPS75003組成，它可以提供三種電源輸出，1.2V，2.5V以及3.3V，其中3.3V和1.2V為開關(guān)電源，2.5V為LDO。

三種電源分別作為FPGA的內(nèi)核電源，輔助電源以及I/O電源，其中3.3V還作為CY7C68013A的電源。電源模塊負(fù)責(zé)給整個(gè)系統(tǒng)供電，無須外部供電，直接從USB接口上取電；

5、接口單元

包括USB接口和GPIB接口。接口單元中的USB接口為Mini?USB接口，通過標(biāo)準(zhǔn)的USBA轉(zhuǎn)Mini?USB線可以和計(jì)算機(jī)直接相連。GPIB接口是24針公頭插座，便于和儀器直接相連，無須擴(kuò)展線。

如圖2所示，CPU單元包括CY7C68013A芯片，它通過GPIF接口與FPGA相連，以實(shí)現(xiàn)對FPGA的控制；D0～D7為數(shù)據(jù)口，接FPGA上對應(yīng)的用來交換數(shù)據(jù)的I/O，AD0～ADR7為地址線，接到FPGA上對應(yīng)的地址I/O，實(shí)現(xiàn)對寄存器讀寫的地址選擇。CT0～CT5為輸出控制線，RDY0～RDY5為輸入控制線，兩者均接到FPGA的I/O上。USB信號線與USB接口相連。兩腳晶振Y1和電容C13、C15組成的晶振電路，由電阻R23，電容C33組成的上電復(fù)位電路，集成電路芯片U8組成的EEPROM存儲電路，它通過I2C總線與CY7C68013A相連，可以存放廠家和產(chǎn)品的序列號。CY7C68013A芯片是CPU核心部分，他通過固件程序?qū)崿F(xiàn)與上位機(jī)和FPGA的數(shù)據(jù)傳輸。