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LabVIEW中的I/O接口設備驅動
摘要: 虛擬儀器系統(tǒng)的硬件平臺由i/o接口設備和計算機構成(如圖1所示),i/o接口設備是對外獲取信號的通道,為了能使計算機能夠對i/o接口設備有效地進行控制,就要考慮系統(tǒng)中i/o接口設備的驅動問題。
Abstract:
Key words :

1  引言

                   
  labview(laboratory virtual instrument engineering workbench,實驗室虛擬儀器工程平臺)是美國ni公司(national instrument company)推出的一種基于g語言(graphics language,圖形化編程語言)的虛擬儀器開發(fā)平臺。labview以其在數(shù)據(jù)采集、信號處理等方面的突出優(yōu)勢已經(jīng)在測控領域獲得了廣泛應用。虛擬儀器系統(tǒng)的硬件平臺由i/o接口設備和計算機構成(如圖1所示),i/o接口設備是對外獲取信號的通道,為了能使計算機能夠對i/o接口設備有效地進行控制,就要考慮系統(tǒng)中i/o接口設備的驅動問題。

                                                           圖1   虛擬儀器的硬件構成
                   
  在labview中,用軟件驅動i/o接口設備,可分以下兩種情況:
                   
  (1) labview支持的io設備的驅動
                   
  ni公司是以研制開發(fā)先進的i/o產品起家的,因此,ni在推出labview時已經(jīng)考慮到了自家產品在labview中的的驅動問題,提供了專用的子vi形式的驅動程序庫,圖2是用作模擬輸入的驅動程序。

                                                               圖2  模擬輸入驅動程序
                   
  labview提供了max(measurem -ent & automation)軟件,只要計算機中安裝了device driver,當i/o設備插入計算機時就能夠被自動識別,并且可以用max工具對其進行配置。圖3是在計算機中插入ni公司的板卡pci-6527后啟動max的畫面。

                                                           圖3   max自動識別ni的i/o設備
                   
  對于這類labview直接支持的i/o設備,調用labview中的相應驅動程序模塊就可以實現(xiàn)板卡的所有功能。
                   
  (2) labview不支持的io設備的驅動
                   
  ni的io產品由于有現(xiàn)成的驅動可供開發(fā)者使用,在使用中具有驅動方便的優(yōu)勢,但是價格昂貴,實際系統(tǒng)中很可能選擇使用非ni的io設備,這類設備在ni提供的驅動程序庫中沒有相應的驅動程序。對于這類labview不直接支持的i/o設備,我們該如何實現(xiàn)對其驅動呢?
                   
  一般i/o設備都帶有dll驅動函數(shù)庫以及相應的lib文件和.h頭文件,而labview恰好提供了調用動態(tài)鏈接庫的手段——clf節(jié)點(call library function,位于labview功能模板中的advanced子模板中)。基于這種狀況,使用clf節(jié)點便是我們驅動此類設備的首選方法。下面以北京迪陽公司的任意波形發(fā)生卡lai200a2為例來說明clf在儀器驅動中的使用。


           
2  舉例
                   
  lai200a2是一款任意波形發(fā)生卡,該卡有一路波形輸出,可實現(xiàn)正弦波、方波、三角波、鋸齒波、ttl、白噪聲、高斯噪聲、梯形、指數(shù)、掃頻等常規(guī)波形,用戶可以設置波形的幅度、頻率、偏置量等參數(shù)。lai200a2提供lai200.dll、lai200.lib、lai200.h文件供用戶進行二次開發(fā)。以下簡單介紹lai200.dll中的主要函數(shù):
                   
  (1)   板卡自檢函數(shù)
                   
  int lai200_autocheck(unsigned char *numbers,unsigned short int cardname); 
                     功能描述:初始化板卡
                     入口參數(shù):cardname: 卡地址
                     出口參數(shù):numbers   isa卡保留,無用。
                     函數(shù)返回:1,自檢成功 2,自檢失敗
                   
  (2) 計算規(guī)則波形數(shù)據(jù)函數(shù)

                    void  lai200_cacuwavepara(
                     int wavetype,
                     int cycles,
                     double frequency,
                     double amplitude,
                     double offset,
                     int duty,                         
                     unsigned int *mdots,
                     double *mdacclk,
                     double *mwavedata
                     );
                    功能描述:計算規(guī)則波形數(shù)據(jù)函數(shù)
                    入口參數(shù):wavetype: 波形類型
                    1正弦;
                    2方波
                    3 ttl
                    4鋸齒
                    5三角
                    6白噪聲
                    7高斯噪聲
                    8直流。
                     frequency:波形頻率
                     amplitude:幅度,0-10vpp
                     offset: 波形偏置量 0-2.0v 
                     duty: 方波的占空比1~99 (%)
                    出口參數(shù):
                     mdots:波形時鐘
                     mdacclk:波形時鐘
                     mwavedata:波形數(shù)據(jù) 范圍:–5.0v---+5.0v
                   
  (3) 產生波形

                     int  lai200_genwave(
                     int base,
                     int loopmode,
                     unsigned int dots,
                     double dacclk,
                     double *mwavedata,
                     int fcidx
                      );
                    功能描述:生成自定義波形。
                    入口參數(shù):
                    base    板卡的基地址
                     loopmode   0,循環(huán)  1,單次
                     dots:      波形的點數(shù),0-32760點。
                     dacclk:    刷新率,0.5hz-10mhz 
                     *mwavedata:波形數(shù)據(jù)
                     fcidx   低通濾波,0=>1mhz 1=>100khz 2=>10khz 3=>1khz
           出口參數(shù):無
                   
  象上面這些函數(shù)聲明我們可以在設備提供的.h文件中找到,這些信息對于我們正確配置clf是至關重要的,而對clf進行正確配置是使用clf的關鍵。下面以波形發(fā)生卡的初始化為例詳細介紹clf節(jié)點的配置過程及注意事項。
           
3  clf節(jié)點的配置過程及注意事項
                   
  配置步驟:(須先添加clf節(jié)點)
                   
  (1)在clf節(jié)點的右鍵菜單中選擇“configure…”或直接雙擊節(jié)點,彈出clf節(jié)點配置對話框。點擊“browse…”按鈕找到動態(tài)鏈接庫文件lai200.dll,選定后,labview會自動裝載選定的dll文件,并檢測dll文件中所包含的函數(shù)。按“function name”框的下拉按鈕可以看到dll中所有的函數(shù)。但是labview不會自動檢測函數(shù)中的參數(shù)和參數(shù)的數(shù)據(jù)類型,這需要用戶根據(jù)函數(shù)的輸入、輸出參數(shù)手動設置。所以在調用dll文件時,要求用戶對dll文件中的函數(shù)參數(shù)類型做到心中有數(shù)。
                   
  (2)  在“function name”下拉框中選擇初始化函數(shù)lai200_autocheck
                   
  (3)  “calling conventions”指的是調用dll遵從的規(guī)范,有stdcall和c兩個選項,若所選函數(shù)是windows api函數(shù),則選用stdcall;否則選用c選項。


                   
  根據(jù).h文件中的函數(shù)聲明中各參數(shù)的形態(tài)按順序依次添加參數(shù)并進行配置。配置完成后再根據(jù)clf節(jié)點的端子在前面板上添加控制型和指示型控件。完成的虛擬波形發(fā)生器前面板和框圖程序分別如圖4、5所示。

                                                           圖4  波形發(fā)生器前面板

                                                                圖5  波形發(fā)生器程序框圖
           
4  結束語
                   
  一般,i/o設備廠商都會為自己的產品提供dll形式的驅動庫。通過clf節(jié)點在labview中調用動態(tài)鏈接庫函數(shù)可以順利解決非ni公司daq產品的驅動問題。

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