Serielle Schnittstelle, USB, SPI, I2C, 1-Wire (PDF) - Netzmafia

12 1 Parallele Schnittstellen
Der Handshake ist abgeschlossen, wenn der Talker daraufhin das DAV-Signal deaktiviert, was
wiederum vom Listener mit einem Deaktivieren des NDAC quittiert wird.
Da beim Listener jetzt u. U. zeitraubende Aktivitäten nötig sind, wird er so lange das NRFD-Signal
auf ”
not ready“ halten, bis er bereit ist, den nächsten Handshake (den Transport des nächsten
Datenbytes) abzuwickeln.
Bild 1.7: Datenübertragung auf dem IEEE-Bus
Die Schnittstellennachrichten bestehen aus adressierten Befehlen, Universal-Befehlen, die sich an
mehrere Geräte richten, oder aus Adressen (Ansprechen eines bestimmten Geräts). Für die Geräteadressierung
werden drei Typen von Adressen unterschieden (festgelegt durch die Bits 6 und 7):
Bedeutung
Listener
Talker
Sekundär
Buskommando
7 6 5 4 3 2 1 (Bitnummer)
0 1 x x x x x
1 0 x x x x x
1 1 x x x x x
0 0 x x x x x
Für die eigentliche Geräteadresse stehen dann 5 Bits (x x x x x) zur Verfügung, wobei für
Primäradressen nur die Werte 0 bis 30 erlaubt sind. Innerhalb eines Gerätes können noch Unteradressen
angesprochen werden (z. B. ein bestimmter Messkanal), deren Wertebereich auch wieder
zwischen 0 und 30 liegen kann. Ein einzelnes Gerät darf bis zu sechs Unteradressen besitzen. Beim
Multimeter Keithley 619 sieht die Aufteilung beispielsweise so aus (Adresse als ASCII-Zeichen):
Kanal A
Kanal B
Status Kanal A
Status Kanal B
"a"
"b"
"c"
"d"
Die Befehle vom Controller an die Geräte und Statusinformationen von den Geräten an den Controller
sind in der Norm festgelegt. Welche Funktion jeweils an einem bestimmten Gerät ausgelöst wird,
hängt von den Gerätespezifikationen ab.
Grundlage für die Programmierung von Busvorgängen und der angeschlossenen Geräte war
zunächst nur eine Codetabelle, die eine Zuordnung des ASCII zu Adressen- und Befehlsgruppen
vorsah. Bemühungen um eine Vereinheitlichung der Gerätebedienung führten schließlich zur Erweiterung
des Busstandards, auf dessen Grundlage die ”
Standard Commands for Programmable Instruments“
(SCPI) zur Programmierung von Messgeräten entworfen wurden, die eine einheitliche
Befehlsstruktur, Standardbefehle und definierte Datenformate beschreiben.
Bild 1.8 listet wesentliche allgemeingültige SCPI-Befehle auf. Sie sind durch das vorangestellte Zeichen
”
*“ erkennbar. Für die eigentliche Geräteprogrammierung wird eine Baumstruktur für Programmierbefehle
benutzt (vom Bus-Systems als Daten mit ATN=Low übertragen). Die Befehle sind
ASCII-Strings. Bei Abschluss mittels Semikolon können sie als ein verketteter String übertragen und
im Gerät als Befehlsschlange abgearbeitet werden. Die einzelnen Befehlsebenen werden durch ”
:“
getrennt, ein anführender Doppelpunkt verweist auf die Wurzel. Die jeweils implementierten Strukturen
und Befehle sind den zugehörigen Handbüchern der Geräte zu entnehmen.
Wie der Tabelle zu entnehmen ist, sind die Befehle mit unmittelbarer Rückantwort durch ein nachgesetztes
Fragezeichen eindeutig gekennzeichnet. Generell gilt, dass gewünschte Daten explizit angefordert
werden müssen. Nur dann werden sie im Gerät in den Ausgabe-Puffer übergeben und nur
dann kann ein Lese-Vorgang erfolgreich gestartet werden.