LabVIEW中的I/O接口設(shè)備驅(qū)動(dòng)
1 引言
LabVIEW(laboratory virtual instrument engineering workbench，實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái))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(tái)。LabVIEW以其在數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理等方面的突出優(yōu)勢已經(jīng)在測控領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。虛擬儀器系統(tǒng)的硬件平臺(tái)由i/o接口設(shè)備和計(jì)算機(jī)構(gòu)成(如圖1所示)，i/o接口設(shè)備是對(duì)外獲取信號(hào)的通道，為了能使計(jì)算機(jī)能夠?qū)/o接口設(shè)備有效地進(jìn)行控制，就要考慮系統(tǒng)中i/o接口設(shè)備的驅(qū)動(dòng)問題。
圖1 虛擬儀器的硬件構(gòu)成
在LabVIEW中，用軟件驅(qū)動(dòng)i/o接口設(shè)備，可分以下兩種情況：
(1) LabVIEW支持的io設(shè)備的驅(qū)動(dòng)
ni公司是以研制開發(fā)先進(jìn)的i/o產(chǎn)品起家的，因此，ni在推出LabVIEW時(shí)已經(jīng)考慮到了自家產(chǎn)品在LabVIEW中的的驅(qū)動(dòng)問題，提供了專用的子vi形式的驅(qū)動(dòng)程序庫，圖2是用作模擬輸入的驅(qū)動(dòng)程序。
圖2 模擬輸入驅(qū)動(dòng)程序
LabVIEW提供了max(measurem -ent & automation)軟件，只要計(jì)算機(jī)中安裝了device driver，當(dāng)i/o設(shè)備插入計(jì)算機(jī)時(shí)就能夠被自動(dòng)識(shí)別，并且可以用max工具對(duì)其進(jìn)行配置。圖3是在計(jì)算機(jī)中插入ni公司的板卡pci-6527后啟動(dòng)max的畫面。
圖3 max自動(dòng)識(shí)別ni的i/o設(shè)備
對(duì)于這類LabVIEW直接支持的i/o設(shè)備,調(diào)用LabVIEW中的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序模塊就可以實(shí)現(xiàn)板卡的所有功能。
(2) LabVIEW不支持的io設(shè)備的驅(qū)動(dòng)
ni的io產(chǎn)品由于有現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)可供開發(fā)者使用，在使用中具有驅(qū)動(dòng)方便的優(yōu)勢，但是價(jià)格昂貴，實(shí)際系統(tǒng)中很可能選擇使用非ni的io設(shè)備，這類設(shè)備在ni提供的驅(qū)動(dòng)程序庫中沒有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。對(duì)于這類LabVIEW不直接支持的i/o設(shè)備，我們?cè)撊绾螌?shí)現(xiàn)對(duì)其驅(qū)動(dòng)呢？
一般i/o設(shè)備都帶有dll驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫以及相應(yīng)的lib文件和.h頭文件，而labview恰好提供了調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫的手段——clf節(jié)點(diǎn)(call library function，位于labview功能模板中的advanced子模板中)?；谶@種狀況，使用clf節(jié)點(diǎn)便是我們驅(qū)動(dòng)此類設(shè)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(qū)動(dòng)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(shí)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(shè)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(jìn)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(jì)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(jì)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(shí)鐘
mdacclk:波形時(shí)鐘
mwavedata:波形數(shù)據(jù) 范圍：–5.0v---+5.0v
(3) 產(chǎn)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(diǎn)數(shù)，0-32760點(diǎn)。
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(shè)備提供的.h文件中找到，這些信息對(duì)于我們正確配置clf是至關(guān)重要的，而對(duì)clf進(jìn)行正確配置是使用clf的關(guān)鍵。下面以波形發(fā)生卡的初始化為例詳細(xì)介紹clf節(jié)點(diǎn)的配置過程及注意事項(xiàng)。
3 clf節(jié)點(diǎn)的配置過程及注意事項(xiàng)
配置步驟：(須先添加clf節(jié)點(diǎn))
(1)在clf節(jié)點(diǎn)的右鍵菜單中選擇“configure…”或直接雙擊節(jié)點(diǎn)，彈出clf節(jié)點(diǎn)配置對(duì)話框。點(diǎn)擊“browse…”按鈕找到動(dòng)態(tài)鏈接庫文件lai200.dll，選定后，LabVIEW會(huì)自動(dòng)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(huì)自動(dòng)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(dòng)設(shè)置。所以在調(diào)用dll文件時(shí)，要求用戶對(duì)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(diào)用dll遵從的規(guī)范，有stdcall和c兩個(gè)選項(xiàng)，若所選函數(shù)是windows api函數(shù)，則選用stdcall；否則選用c選項(xiàng)。
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(jìn)行配置。配置完成后再根據(jù)clf節(jié)點(diǎn)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(jié)束語
一般，i/o設(shè)備廠商都會(huì)為自己的產(chǎn)品提供dll形式的驅(qū)動(dòng)庫。通過clf節(jié)點(diǎn)在LabVIEW中調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫函數(shù)可以順利解決非ni公司daq產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)問題。
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