CN100435124C - Gpib手持设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GPIB手持设备，包括数据与地址总线、GPIB总线，所述GPIB总线用于连接GPIB外设，还包括内部电源、具有触摸功能的液晶屏、CPU、SDRAM、Flash、MAC芯片、CPLD芯片、GPIB主控制芯片、GPIB数据总线驱动芯片、GPIB总线控制信号驱动芯片，其中，内部电源用于向所述GPIB手持设备的内部各个芯片和液晶屏提供电源。本发明便于携带，尤其适用于现场测量数据采集和保存，并且可以将这些采集数据通过以太网发送出去。
Description
技术领域
本发明涉及一种现场采集测量仪器，具体说，涉及一种GPIB手持设备。
背景技术
基于GPIB的自动测试系统是计算机技术和自动测试技术相结合的产物，目前广泛地应用于众多领域。典型的GPIB(General Purpose Interface Bus)测量系统由PC机、GPIB接口卡和若干台(最多14台)GPIB仪器通过标准GPIB电缆连接而成，其中GPIB接口卡完成GPIB总线和PCI总线的连接。GPIB接口仪器是一个独立的仪器，他既可以构成一个GPIB总线虚拟仪器测试系统，也可以作为独立的单台仪器使用。
GPIB总线是一个数字化24脚(扁型接口插座)并行总线。其中16根线为TTL电平信号传输线，包括8根双向数据线、5根接口管理线、3根数据传输控制线，另8根为地线和屏蔽线。GPIB使用8位并行、字节串行、异步通信方式，所有字节通过总线顺序传送。
但是，现有的基于测量仪器、接口控制器和控制主机三部分组成自动测试系统体积过于庞大，不便于携带和现场测量，从而限制了工程技术人员的使用。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种GPIB手持设备，便于携带和现场测试。
技术方案如下：
GPIB手持设备，包括数据与地址总线、GPIB总线，所述GPIB总线用于连接GPIB外设，还包括：
内部电源，用于向所述GPIB手持设备的内部各个芯片提供电源；
液晶屏，所述液晶屏具有触摸功能，通过触摸屏信号和CPU相连接，用于实现与用户的交互式操作；所述液晶屏通过所述内部电源供电；
CPU，分别和所述数据与地址总线、液晶屏相连接，用于控制液晶屏的显示；所述CPU通过所述内部电源供电。
SDRAM，和所述数据与地址总线相连接，用于暂存系统数据；
Flash，和所述数据与地址总线相连接，用于存储系统程序；
CPLD芯片，分别和所述CPU和数据与地址总线相连接，接收所述CPU的地址、读写控制信号，并将GPIB外设的中断信号发送给所述CPU；同时，用于控制GPIB主控制芯片的读写控制信号和中断信号；
GPIB主控制芯片，通过所述数据与地址总线和所述CPU相连接，执行CPU相关命令；接收CPLD芯片控制信号，并发出中断信号给所述CPLD芯片；在GPIB信号一侧发送或接收GPIB数据给GPIB数据总线驱动芯片，发送或者接收GPIB控制信号给GPIB总线控制信号驱动芯片；
GPIB数据总线驱动芯片，和所述GPIB主控制芯片相连接，将GPIB主控制芯片发送传来的TTL电平信号转换成GPIB总线信号；将接收到的GPIB总线信号转换成TTL电平信号给GPIB主控制芯片；
GPIB总线控制信号驱动芯片，和所述GPIB主控制芯片相连接，用于GPIB总线控制信号驱动。
优选的，所述CPU是16/32位RISC嵌入式微处理器，所述CPU包括存储管理单元和高速缓存，所述存储管理单元用于管理虚拟内存，所述高速缓存包括16KB地址和16KB数据高速Cache。
优选的，所述液晶屏为TFT液晶屏，所述TFT屏具有触摸功能，通过触摸屏信号连接所述CPU，用于设备与用户作交互式操作。
优选的，进一步包括MAC芯片和以太网变压器，所述MAC芯片分别和所述数据与地址总线、以太网变压器相连接；所述MAC芯片接收CPU控制命令和数据，所述以太网变压器用于连接以太网以实现与外部通讯；所述CPLD芯片用于处理所述MAC芯片的读写控制信号和中断信号。
优选的，所述以太网变压器为RJ45接口。
优选的，所述RJ45接口设置有以太网插座，所述MAC芯片通过以太网插座和RJ45接口相连接。
优选的，所述CPU通过模拟输入端口获得所述内部电源的电池电压，所述CPU通过所述电池电压判断所述电池的剩余电量。
优选的，所述内部电源包括电压转换芯片和电池充电保护芯片，所述电池充电保护芯片用于保护电池不被外界高电压输入或者充电过流损伤，所述电压转换芯片用于将所述电池的输出电压转换为内部芯片的工作电压。
本发明体积小巧、便于携带，特别适用于现场的数据采集。
GPIB手持设备的优势在于将接口控制器和控制主机组合起来，使用TFT液晶屏(TFT，Thin Film Transistor)显示数据、波形，通过触摸屏使用户控制测量仪器，简化了自动测试系统，方便用户野外作业。
GPIB手持设备可以现场保存从测量仪器接收到的数据或波形等参数，并且可以将这些数据通过以太网发送出去。
附图说明
图1是本发明的使用状态示意图；
图2是本发明的外形结构示意图；
图3是本发明的结构框图。
具体实施方式
GPIB手持设备是应用在工程现场，采集测量仪器图形、数据。该设备让工程师在现场，使用3.5寸TFT液晶屏，查看测量仪器波形，使用触摸屏，让GPIB手持设备对测量仪器控制，采集、存储仪器数据、波形。工程师回到实验室后，通过网络接口从GPIB手持设备中读取数据，并作后续操作。
从整体上说，GPIB手持设备是一款根据用户需求设计的嵌入式产品，使用CPU，SDRAM，Flash，以太网接口，用户根据上层图形界面，可以方便控制仪器。
下面结合附图，对本发明的优选实施例作详细描述。
如图1所示，GPIB手持设备11在现场采集测量仪器的数据和图形。
如图2所示，GPIB手持设备11具有RJ45接口23、GPIB接口22以及5V的直流电源接口21。GPIB接口22用于连接GPIB外设。
Li电池设置在该直流电源接口21内，进一步，又可以在该直流电源接口21上设置充电接口，通过该充电接口向Li电池充电。
RJ45接口23是一体化以太网变压器(型号为PRJ005)，本身带变压器功能。该RJ45接口23设置有以太网插座(型号为PRJ005)，该以太网插座与MAC芯片直接连接，从而通过该RJ45接口23实现GPIB手持设备11以太网通讯。
液晶屏24选用3.5寸液晶屏(具有触摸功能)，使用连接线将主板和液晶屏连接起来，液晶屏24固定到主板的上面。液晶屏24左侧有4个指示灯26，分别是：电源指示灯(Power)、设备访问指示灯(Access)、准备指示灯(Ready)、失败指示灯(Fail)。液晶屏24下方设置3个按键25，功能分别是：复位、软关机、保留。
如图3所示，GPIB手持设备11的CPU分别和数据与地址总线、液晶屏相连接，用于控制液晶屏24的显示。液晶屏为TFT液晶屏，具有触摸屏功能，通过触摸屏信号连接CPU，用于CPU判断用户点击位置，实现设备与用户作交互式操作，该CPU通过内部电源供电。
本实施例中，CPU选用S3C2410A，S3C2410A是一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，运行的频率可以达到203MHz，主要面向手持设备以及高性价比，低功耗的应用。ARM920T核由ARM9TDMI、存储管理单元(MMU)和高速缓存三部分组成。其中MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache组成。
SDRAM和数据与地址总线相连接，用于暂存系统数据，类似于PC机中的内存。本实施例中，该SDRAM选用64M SDRAM，其地址空间是CS60X3000 0000到0X4000 0000。
Flash和数据与地址总线相连接，用于存储系统程序，类似于PC机中的硬盘，比如说Linux系统和相关应用程序。
MAC芯片通过数据与地址总线和CPU相连接，接收CPU控制命令和数据，使CPU与以太网通讯。MAC芯片通过以太网变压器和以太网相连接。该以太网变压器选用RJ45接口23，RJ45接口23是一体化以太网变压器(型号为PRJ005)，本身带变压器功能。
CPLD芯片分别和CPU和数据与地址总线相连接，该CPLD芯片接收CPU的地址、读写控制信号，并将外设的中断信号发送给CPU，同时用于控制GPIB主控制芯片和MAC芯片的读写控制信号和中断信号。
GPIB主控制芯片分别和CPLD芯片和数据与地址总线相连接，用于执行CPU芯片相关命令，并发出中断信号给所述CPLD芯片。在GPIB信号一侧发送8位GPIB数据给GPIB数据总线驱动芯片，发送并接收9条GPIB控制信号给GPIB控制信号驱动芯片。本实施例中，GPIB控制芯片使用NAT9914，驱动芯片使用SN75160和SN75161，地址空间为0X2800 0000到0X3000 0000，中断为INT11。
GPIB数据总线驱动芯片和GPIB主控制芯片相连接，将GPIB主控制芯片发送传来的TTL电平信号转换成GPIB总线信号，同时，将接收到的GPIB总线信号转换成TTL电平信号给GPIB主控制芯片。GPIB总线控制信号驱动芯片和GPIB主控制芯片相连接，用于GPIB总线控制信号驱动。
参照4所示，对本发明的电源系统作详细描述。
电源系统是GPIB手持设备11的内部电源，向GPIB手持设备11的内部各个芯片提供电源。
电源芯片1接收直流电源(+5V)的输入，该电源芯片1是Li电池的充电保护芯片，保护Li电池不会被外界高电压输入和充电过流损伤。电压转换芯片包括电源芯片2、电源芯片3和电源芯片4，该电压转换芯片用于将Li电池的输出电压转换为内部芯片的工作电压。
系统工作时由Li电池供电，输出4.2V电压。电源芯片2将4.2V电源转换成系统所需电压(3.3V)供给系统芯片使用；电源芯片3将4.2V电源转换为3.3V，给TFT液晶屏供电；电源芯片4将4.2V电源转换为+5V，给GPIB接口芯片供电。
CPU通过自身的模拟输入端口获得Li电池的输出电压，通过该输出电压来判断Li电池剩余电量，以防止Li电池过度使用，造成电池损坏。当Li电池电压降到3.5V以下，GPIB手持测试设备11自动关闭，以保护Li电池。
Claims (8)
1、一种GPIB手持设备，包括数据与地址总线、GPIB总线，所述GPIB总线用于连接GPIB外设，其特征在于，还包括：
内部电源，用于向所述GPIB手持设备的内部各个芯片提供电源；
液晶屏，所述液晶屏具有触摸功能，通过触摸屏信号和CPU相连接，用于实现与用户的交互式操作；所述液晶屏通过所述内部电源供电；
CPU，分别和所述数据与地址总线、液晶屏相连接，用于控制液晶屏的显示；所述CPU通过所述内部电源供电；
SDRAM，和所述数据与地址总线相连接，用于暂存系统数据；
Flash，和所述数据与地址总线相连接，用于存储系统程序；
CPLD芯片，分别和所述CPU和数据与地址总线相连接，接收所述CPU的地址、读写控制信号，并将所述GPIB外设的中断信号发送给所述CPU；同时，用于控制GPIB主控制芯片的读写控制信号和中断信号；
GPIB主控制芯片，通过所述数据与地址总线和所述CPU相连接，执行CPU相关命令；接收CPLD芯片控制信号，并发出中断信号给所述CPLD芯片；在GPIB信号一侧发送或接收GPIB数据给GPIB数据总线驱动芯片，发送或者接收GPIB控制信号给GPIB总线控制信号驱动芯片；
GPIB数据总线驱动芯片，和所述GPIB主控制芯片相连接，将GPIB主控制芯片发送传来的TTL电平信号转换成GPIB总线信号；将接收到的GPIB总线信号转换成TTL电平信号给GPIB主控制芯片；
GPIB总线控制信号驱动芯片，和所述GPIB主控制芯片相连接，用于GPIB总线控制信号驱动。
2、根据权利要求1所述的GPIB手持设备，其特征在于，所述CPU是16/32位RISC嵌入式微处理器，所述CPU包括存储管理单元和高速缓存，所述存储管理单元用于管理虚拟内存，所述高速缓存包括16KB地址和16KB数据高速Cache。
3、根据权利要求1所述的GPIB手持设备，其特征在于，所述液晶屏为TFT液晶屏，所述TFT屏具有触摸功能，通过触摸屏信号连接所述CPU，用于设备与用户作交互式操作。
4、根据权利要求1所述的GPIB手持设备，其特征在于，进一步包括MAC芯片和以太网变压器，所述MAC芯片分别和所述数据与地址总线、以太网变压器相连接；所述MAC芯片用于接收CPU控制命令和数据，所述以太网变压器用于连接以太网以实现与外部通讯；所述CPLD芯片用于处理所述MAC芯片的读写控制信号和中断信号。
5、根据权利要求4所述的GPIB手持设备，其特征在于，所述以太网变压器为RJ45接口。
6、根据权利要求5所述的GPIB手持设备，其特征在于，所述RJ45接口设置有以太网插座，所述MAC芯片通过以太网插座和RJ45接口相连接。
7、根据权利要求1所述的GPIB手持设备，其特征在于，所述CPU通过模拟输入端口获得所述内部电源的电池电压，所述CPU通过所述电池电压判断所述电池的剩余电量。
8、根据权利要求7所述的GPIB手持设备，其特征在于，所述内部电源包括电压转换芯片和电池充电保护芯片，所述电池充电保护芯片用于保护电池不被外界高电压输入或者充电过流损伤，所述电压转换芯片用于将所述电池的输出电压转换为内部芯片的工作电压。
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