Partie 1 : Manipulation 1
1-
But de TP
Découvrir
et maitriser l’acquisition, via le protocole
parallèle GPIB, des données numériques parviennent de l’Oscilloscope GDS-2102.Ensuit, la supervision en temps réel des états des
signaux de l’ via la programmation graphique avancée Labview.
2-
Protocoles I2C,UART et GPIB :
I2C est
un bus I2C est
un bus série synchrone bidirectionnel half-duplex, où plusieurs équipements, maîtres ou
esclaves, peuvent être connectés au bus.
Les
échanges ont toujours lieu entre un seul maître et un (ou tous les) esclave(s),
toujours à l'initiative du maître (jamais de maître à maître ou d'esclave à
esclave). Cependant, rien n'empêche un composant de passer du statut de maître
à esclave et réciproquement.
La
connexion est réalisée par l'intermédiaire de deux lignes :
•
SDA (Serial Data Line) :
ligne de données bidirectionnelle,
•
SCL (Serial Clock Line) :
ligne d'horloge de synchronisation bidirectionnelle.
Il
ne faut également pas oublier la masse qui doit être commune aux équipements.
Les
2 lignes sont tirées au niveau de tension VDD à travers des résistances
de pull-up (RP).
Le
nombre maximal d'équipements est limité par le nombre d'adresses disponibles, 7 bits
d'adressage et un bit R/W (lecture ou écriture), soit 128 périphériques, mais
il dépend également de la capacité (CB) du
bus (dont dépend la vitesse maximale du bus). Il faut savoir que des adresses
sont réservées pour diffuser des messages en broadcast et que de
nombreuses adresses sont déjà attribuées par les fabricants ce qui limite
grandement le nombre d'équipements (une variante d'adressage sur 10 bits
existe également).
Où
plusieurs équipements, maîtres ou esclaves, peuvent être connectés au bus.
Les échanges ont toujours lieu entre un seul maître et un (ou tous les)
esclave(s), toujours à l'initiative du maître (jamais de maître à maître ou
d'esclave à esclave). Cependant, rien n'empêche un composant de passer du
statut de maître à esclave et réciproquement.
La connexion est réalisée par l'intermédiaire de deux lignes :
•
SDA
(Serial Data Line) : ligne de données bidirectionnelle,
•
SCL
(Serial Clock Line) : ligne d'horloge de synchronisation bidirectionnelle.
Il ne faut également pas oublier la masse qui doit être commune aux
équipements.
Les 2 lignes sont tirées au niveau de tension VDD à travers
des résistances de pull-up (RP).
Le nombre maximal d'équipements est limité par le nombre d'adresses
disponibles, 7 bits d'adressage et un bit R/W (lecture ou écriture), soit
128 périphériques, mais il dépend également de la capacité (CB) du bus (dont dépend la vitesse maximale du bus). Il faut
savoir que des adresses sont réservées pour diffuser des messages en broadcast et que de nombreuses adresses sont
déjà attribuées par les fabricants ce qui limite grandement le nombre
d'équipements (une variante d'adressage sur 10 bits existe également).
En mode "Ultra-fast mode"
(UFm), le bus est unidirectionnel, il ne peut donc y avoir qu'un seul maître.
Les 2 lignes sont renommées USCL (ligne d'horloge) et USDA (ligne de données),
et côté maître, elles sont toujours en sortie et de type push-pull. Ce mode a un usage limité : seules les
écritures sont possibles car dans ce mode le fil de donnée (SDA) n'est pas
bidirectionnel.
Codage des bits :
Le niveau (« HIGH » ou
« LOW ») de la ligne SDA doit être maintenu stable pendant le niveau
« HIGH » sur la ligne SCL pour la lecture du bit.
Manière de Lecture et écriture :
Un UART,
pour ‘Universal Asynchronous Receiver Transmitter ‘, est un
émetteur-récepteur asynchrone universel. Il a aussi été parfois désigné sous le
nom d’ACIA, pour Asynchronous Communication Interface Adapter (ce nom étant à
présent tombé en désuétude).
En
langage courant, c'est le composant utilisé pour faire la liaison entre
l'ordinateur et le port série.
L'ordinateur envoie les données en parallèle (autant de fils que de bits de
données). Il faut donc transformer ces données pour les faire passer à travers
une liaison série qui
utilise un seul fil pour faire passer tous les bits de données.
Un DUART (Dual
Universal Asynchronous Receiver Transmitter) combine deux UART dans une seule
puce. Un USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver
Transmitter) peut communiquer de façon synchrone.
Aujourd'hui, les UART sont généralement intégrés dans des composants comme des microcontrôleurs. Ils ne sont dans ce cas plus un composant à proprement parler, mais une fonction périphérique du composant.
Trame de données :
Le standard IEEE-488 permet à
15 périphériques de partager les 8 bits de données d'un bus parallèle. Les différents
instruments sont alors branchés en réalisant une sorte de chaine (au contraire
du bus USB où les
périphériques sont tous liés de manière centralisée). C'est le périphérique le
plus lent qui fixe la vitesse de transmission. Le standard initial fixe
le débit maximum
à environ 1 Mo/s mais des améliorations l'ont porté par la suite à
environ 8 Mo/s.
•
8 sont des lignes bi-directionnelles permettant le transfert des données,
•
3 servent au dialogue (handshake),
•
5 servent à la gestion de l'interface
•
8 lignes de masse.
1-
La transformation de fourier et
FFT :
La transformation de Fourier est une opération qui transforme une fonction intégrable sur ℝ en une autre fonction, décrivant le spectre fréquentiel de cette dernière. Si f est une fonction intégrable sur ℝ, sa transformée de Fourier est la fonction donnée par la formule :
La transformation
de Fourier rapide (sigle anglais : FFT ou fast
Fourier transform) est un algorithme de
calcul de la transformation
de Fourier discrète (TFD).
Sa complexité varie
en O(n log n) avec
le nombre n de points, alors que la complexité de l’algorithme « naïf » s'exprime en O(n2). Ainsi,
pour n = 1 024, le temps de calcul de l'algorithme rapide
peut être 100 fois plus court que le calcul utilisant la formule de définition
de la TFD.
Cet algorithme est couramment utilisé en traitement
numérique du signal pour
transformer des données discrètes du domaine temporel dans le domaine
fréquentiel, en particulier dans les oscilloscopes numériques (les analyseurs de spectre utilisant
plutôt des filtres analogiques, plus précis). Son efficacité permet de
réaliser des filtrages en modifiant le spectre et en utilisant la
transformation inverse (filtre à réponse
impulsionnelle finie). Il
est également à la base des algorithmes de
multiplication rapide (Schönhage et Strassen, 1971), et des techniques de compression numérique ayant mené au format d'image JPEG (1991).
1-
Réalisation et validation d’exemple
d’application donné :
Génération de signal carré et manipulation de CH1
et CH2 :
Affichage de spectre fréquentiel en utilisant
l’opération FFT:
5-
Conclusion :
l’Oscilloscope
GDS-2102 offre plusieurs options pour la manipulation et le traitement des
signaux, par exemple dans la 1 ère manipulation on a générer un signal carré
depuis il mêmes et on a le brancher dans le 2 canaux CH1 CH2 et à l’aide de ces
options il a rapidement afficher le spectre fréquentiel de ce signal carré.
Partie 2 : Manipulation 2
1- Detection
de l’Oscilloscope sur l’ordinateur via le protocole GPIB en se basant de
NI-MAX :
2- Interprétation
d’exemple suivant de lecture des données de GPIB sur Labview :
Block 1 : Préparation
d’acquisition des données depuis GPIB.
Block 2 : Acquisition de
signal depuis l’Oscilloscope.
Block 3 : Pour l’affichage de
signal acquis.
Block 4 : Pour terminer
l’acquisition des données
1- Proposition
d’un diagramme Labview qui assure les fonctionnalités de face avant de la Fig24 :
Voici
le diagramme :
Face avant (CH1=signal carré,CH2=à vide ‘aucun fil
branché’):
4- Interprétation
et conclusion :
Après les figures précèdent, on
peut conclure que la boucle while ajouter o diagramme nous permet d’acquérir et
afficher les signaux transmis par l’oscilloscope presque en temps réel, c’est
pour ça qu’on a sortir partie qui termine l’acquisition en dehors de la boucle.
5- Conclusion
de TP4
Selon ce TP-là on peut bien percevoir la puissance du protocole GPIB
dans la transmission de données entre l’oscilloscope et l’ordinateur, et aussi
la flexibilité de LABVIEW et l’Oscilloscope GDS-2102 avec les différents
protocoles normaliser pour la transmission de données.
🌟🌟Pour plus de détails🌟🌟
