如何为仪器控制系统选择合适的硬件总线

　　5. 常见总线的选择指南　　

 

　　6. 仪器控制硬件总线概述

　　GPIB
         

　　通用接口总线(GPIB)在独立仪器中是一种最常见的I/O接口。GPIB是8位并行数字通信接口，数据传输速率高达8 Mb/s。一个GPIB控制器总线可以最多连接14个仪器，并且其布线距离小于20米。但是，您可以通过使用GPIB扩展器和延长器克服这些限制。GPIB电缆和连接器种类丰富，并且是工业等级的，可以用于任何环境中。

　　GPIB不是一个PC工业总线，很少用于PC上。但是，您可以使用一个插件板，如PCI-GPIB，或者外部转换器，如NI GPIB-USB，将GPIB仪器控制功能添加到PC上。

　　串行总线
         

　　串行总线是主要用于老式台式机和笔记本电脑上的设备通信协议，请不要将其与USB混淆。在很多设备中，串行总线是最常见的仪器通信协议，而且很多与GPIB兼容的设备还具有EIA232端口。EIA232 和EIA485/EIA422也可以被称作RS232和RS485/RS422。

　　串行通信的概念很简单。串行端口每次发送和接收一个比特的信息。虽然它比每次传输整个字节的并行通信慢，但是串行总线更简单，而且使用距离更长。

　　通常情况下，工程师们使用串行接口来传输ASCII数据。他们使用三个传输线路来完成通信：地线、发送线和接收线。因为串行通信是异步的，端口可以在一条线路上传输数据，而在另一条线路上接收数据。其它线路可用于信号握手，但并不是必须的。串行通信的关键指标是波特率、数据位、停止位和奇偶校验位。两个串行端口若要进行通信，这些参数必须匹配。

　　USB
         

　　通用串行总线(USB)主要是用于与PC连接的外围设备，例如键盘、鼠标、扫描仪和磁盘驱动器等。在过去的几年中，支持USB连接的设备数量急剧增加。USB是一种即插即用技术，当添加一个新设备时，USB主机自动检测该设备，发出询问以识别该设备，并为其配置合适的设备驱动。

　　USB 2.0对于低速和全速设备是完全兼容的。其高速模式的数据传输速率能够高达480 Mbit/s (60 MB/s)。最新的USB3.0规范具有超高速模式，其理论数据传输速率可高达5.0Gbit/s。

　　虽然USB总线的设计初衷是针对PC外设，但是它的速度、广泛的适用性以易用性，令其在仪器控制应用中具有很大的吸引力。而USB总线在仪器控制中也存在一些不足：首先，USB线缆不是工业级标准的，可能在充满噪声的环境中导致数据丢失;另外，USB线缆没有锁紧装置，线缆可以很轻易地被拔出PC;而且，即便使用了中继器，USB线缆的最长传输距离只有30m。