探討研華32位DLL驅(qū)動程序

摘要：本文概述了研華32位DLL驅(qū)動程序的構(gòu)成，并對利用驅(qū)動程序開發(fā)動態(tài)數(shù)據(jù)采集程序所涉及的部分概念和一些重要參數(shù)進行了詳細的分析，對利用32位驅(qū)動程序有實用價值。

關(guān)鍵詞：32位DDL驅(qū)動程序動態(tài)數(shù)據(jù)采集

1引言

研華公司是臺灣和中國大陸工業(yè)電腦產(chǎn)品最大的供應(yīng)廠商，其PC&Web-based數(shù)據(jù)采集和控制產(chǎn)品更是以優(yōu)良的性價比獲得了眾多的客戶的青睞。32位DLL驅(qū)動程序是研華為諸如VC，VB，DELPHI，BorlandC++,C++Builder等高級語言提供的接口，通過這個驅(qū)動程序，編程人員可以方便的對硬件進行編程控制。該驅(qū)動程序覆蓋了每一款研華的數(shù)據(jù)采集卡以及MIC-2000、ADAM-4000和ADAM-5000系列模塊，應(yīng)用極為廣泛，是編制數(shù)據(jù)采集程序的基礎(chǔ)。雖然該驅(qū)動程序的功能強大，但是研華公司為其提供的產(chǎn)品手冊對該驅(qū)動程序的講解卻不夠詳盡，讓使用者，有只能修改例子來達到目的的感覺，一些重要函數(shù)的參數(shù)設(shè)置缺乏相應(yīng)說明。對其使用的概念有些解釋不夠清楚……。本文是在實際編寫動態(tài)數(shù)據(jù)采集程序中經(jīng)驗的積累，對利用32位驅(qū)動程序有實用價值。

232位驅(qū)動程序概覽

32位驅(qū)動程序主要包括10類函數(shù)及其相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在Adsapi32.lib中實現(xiàn)。這10類函數(shù)分別是：

DeviceFunctions設(shè)備函數(shù)

AnalogInputFunctionGroup模擬輸入函數(shù)組

AnalogOutputFunctionGroup模擬輸出函數(shù)組

DigitalInput/OutputFunctionGroup數(shù)字輸入/輸出函數(shù)組

CounterFunctionGroup計數(shù)器函數(shù)組

TemperatureMeasurementFunctionGroup溫度測量函數(shù)組

AlarmFunctionGroup報警函數(shù)組

PortFunctionGroup端口函數(shù)組

CommunicationFunctionGroup通信函數(shù)組

EventFunctionGroup事件函數(shù)組

可以把這10類函數(shù)分為兩個部分：設(shè)備函數(shù)部分(只包括第一類函數(shù))和操作函數(shù)部分(包括第一類函數(shù)外的所有函數(shù))，設(shè)備函數(shù)部分負責(zé)獲取硬件特征和開關(guān)硬件。而操作函數(shù)部分則在硬件設(shè)備就緒以后，進行具體的采集、通信、輸出、報警等工作。具體工作結(jié)束后，調(diào)用設(shè)備函數(shù)關(guān)閉設(shè)備。這些函數(shù)的調(diào)用過程如圖1所示。

3動態(tài)數(shù)據(jù)采集程序的實現(xiàn)

用32位DLL驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)采集程序時，按觸發(fā)方式可以有中斷觸發(fā)，DMA觸發(fā)和看門狗觸發(fā)三種方式可選。DMA觸發(fā)方式下的編程難度較大，而看門狗觸發(fā)方式是PCL1800特有的觸發(fā)方式，所以中斷觸發(fā)方式是最常用的觸發(fā)方式。

在各種高級語言下，驅(qū)動程序提供的函數(shù)形式相同，所以此處只給出驅(qū)動程序函數(shù)的調(diào)用流程，在具體的某種高級語言下，只要按照流程圖就能實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)采集。流程圖如下：

ADS_EVT_BUFCHANGE事件，該事件表示內(nèi)部緩沖區(qū)已經(jīng)半滿?？梢詫⑦@部分數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩艟彌_區(qū)中。

DRV_FAIIntScanStart:開始中斷觸發(fā)方式的A/D轉(zhuǎn)換。

DRV_CheckEvent:檢查是否有設(shè)定的事件發(fā)生。

DRV_FAICheck:檢查A/D轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。在本例中用于檢查究竟是內(nèi)部緩沖區(qū)的前半部分滿了，還是后半部分滿了。

DRV_FAITransfer：將采集的數(shù)據(jù)從內(nèi)部緩沖區(qū)傳輸?shù)接脩艟彌_區(qū)。

DRV_FAIStop:結(jié)束A/D轉(zhuǎn)換。

DRV_DeviceClse:關(guān)閉指定的數(shù)據(jù)采集板。

4動態(tài)采集程序涉及到驅(qū)動程序中部分概念的分析

4.1使用的緩沖區(qū)

在驅(qū)動程序進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換時，最多可使用三種緩沖區(qū)：采集板上的FIFO緩沖區(qū)，計算機內(nèi)存中的內(nèi)部緩沖區(qū)和用戶緩沖區(qū)。

使用FIFO緩沖區(qū)可以達到更高的采集頻率，如PCL1800使用1K的FIFO緩沖區(qū)后，最高采樣頻率可達到330KHZ。但是有些型號的采集板不帶FIFO緩沖區(qū)。

內(nèi)部緩沖區(qū)和用戶緩沖區(qū)是數(shù)據(jù)采集程序動態(tài)分配給驅(qū)動程序使用的兩塊內(nèi)存區(qū)域。這二者的區(qū)別在于，內(nèi)部緩沖區(qū)中存放的是RawData(原始數(shù)據(jù))，用戶緩沖區(qū)中存放的是電壓值。關(guān)于原始數(shù)據(jù)和電壓值的區(qū)別后面會有介紹。

中斷觸發(fā)方式的A/D轉(zhuǎn)換中這三種緩沖區(qū)的使用如圖3所示。

在使用DRV_FAIIntScanStart函數(shù)將采樣值放到內(nèi)部緩沖區(qū)有兩種方式：有FIFO和無FIFO。沒有FIFO時，每完成一次A/D轉(zhuǎn)換就產(chǎn)生一個中斷，驅(qū)動程序響應(yīng)中斷將這個采樣值傳到內(nèi)部緩沖區(qū)中。有FIFO時，采樣值先放在FIFO中，當(dāng)FIFO半滿或全滿時，才產(chǎn)生一個中斷，驅(qū)動程序響應(yīng)中斷將FIFO中的數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)部緩沖區(qū)中，這是使用FIFO能提高采樣頻率的原因。

4.2雙緩沖區(qū)

在不了解數(shù)據(jù)采集的DMA觸發(fā)方式時，很容易把中斷觸發(fā)方式下，調(diào)用DRV_FAIIntScanStart函數(shù)時同時使用FIFO和內(nèi)部緩沖區(qū)的方式認為是雙緩沖區(qū)工作方式，進而對PTFAICheck結(jié)構(gòu)的ActiveBuf域產(chǎn)生誤解。實際上，雙緩沖區(qū)是指同時使用A、B兩個內(nèi)部緩沖區(qū)。這是在DMA觸發(fā)方式下的特殊工作方式，由DRV_FAIDualDmaStart函數(shù)啟動。在中斷觸發(fā)方式下不能同時使用雙緩沖區(qū)的工作方式。

4.3循環(huán)(cycle0和非循環(huán)(no_cycle)

循環(huán)和非循環(huán)是指內(nèi)部緩沖區(qū)的使用方式。

非循環(huán)方式下，內(nèi)部緩沖區(qū)作為一個整體使用。在非循環(huán)方式下執(zhí)行一次DRV_FAIIntScanStart函數(shù)只能進行有限次(1-65536)的A/D轉(zhuǎn)換，DRV_FAIIntScanStart函數(shù)執(zhí)行過程中將所有數(shù)據(jù)都放到內(nèi)部緩沖區(qū)；A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，再用DRV_FAITransfer函數(shù)將數(shù)據(jù)傳送到用戶緩沖區(qū)中。

循環(huán)方式下，內(nèi)部緩沖區(qū)分為兩個半?yún)^(qū)使用。執(zhí)行一次DRV_FAI_IntScanStart函數(shù)可以進行無限次的A/D轉(zhuǎn)換，直到調(diào)用DRV_FAI_Stop函數(shù)。這種方式下有限的內(nèi)部緩沖區(qū)不可能容納無限多的采集數(shù)據(jù)。因此，將內(nèi)部緩沖區(qū)分成前后對等的兩個半?yún)^(qū)。當(dāng)前半?yún)^(qū)填滿后產(chǎn)生一個ADS_EVT_BUFCHANGE事件，采集程序中的事件檢查循環(huán)捕獲這個事件，調(diào)用DRV_FAI_Transfer函數(shù)把數(shù)據(jù)傳送到用戶緩沖區(qū)；與此同時DRV_FAI_IntScanStart函數(shù)將新轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)放到內(nèi)部緩沖區(qū)的后半部分。當(dāng)后半?yún)^(qū)填滿后再產(chǎn)生一個ADS_EVT_BUFCHANGE事件，并用DRVFAIIntScanStart函數(shù)將新轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)傳輸完畢的前半緩沖區(qū)，如此循環(huán)。[!--empirenews.page--]

4.4RawData(原始數(shù)據(jù))和voltage(電壓值)

以PCL1800為例，它的轉(zhuǎn)換芯片是12位的，所以它可以把采集的電壓量程分為4096段，這種方式稱為量化，而RawData就是將被采集量量化后的整數(shù)值。驅(qū)動程序?qū)⒘炕涤?位十六進制數(shù)表示，所以RawData的示數(shù)范圍就是000-fff，在內(nèi)部緩沖區(qū)中的數(shù)值就是這種量化的原始數(shù)據(jù)。用戶緩沖區(qū)中存放Voltage(電壓值)，將RawData轉(zhuǎn)化為電壓值由CRVFAITransfer函數(shù)完成，當(dāng)PTFAITransfer的DataType=0時，不進行RawData到電壓值的轉(zhuǎn)化，這時候在用戶緩沖區(qū)中得到的就是量化的3位十六進制整數(shù)值。

5動態(tài)采集程序涉及到驅(qū)動程序中一些參數(shù)的分析

5.1PTFAICheck結(jié)構(gòu)的HalfReady域

該域說明哪半個緩沖區(qū)已滿。在使用FIFO緩沖區(qū)的情況下，F(xiàn)IFO緩沖區(qū)和內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)都有半滿(halffull)的情況。容易混淆此處的HalfReady是指FIFO緩沖區(qū)中的半?yún)^(qū)還是內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的半?yún)^(qū)。事實上，DRVFAICheck都是返回的內(nèi)部緩沖區(qū)的狀態(tài)，不反映FIFO緩沖區(qū)狀態(tài)；所以此處是指的內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的半?yún)^(qū)。

5.2ADSEVTBUFCHANGE事件的觸發(fā)時機

第一：雙緩沖區(qū)方式下，在A、B兩個內(nèi)部緩沖區(qū)之間切換時。

第二：單緩沖區(qū)方式下，在內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的兩個半緩沖區(qū)間切換時。

5.3增益列表起始地址

在編寫數(shù)據(jù)采集程序時，都要考慮多通道同時采集，而且都要考慮開始通道的任意性，所以通常的做法是為增益列表開辟一塊增益列表存儲區(qū)，從0開始每個存儲單元對應(yīng)一個通道的增益值，但是要注意，在起始通道不為零時不能將這個存儲區(qū)的起始地址直接賦給驅(qū)動函數(shù)的“增益列表起始地址”參數(shù)，如PTFAIIntScanStart結(jié)構(gòu)的GainList域；因為驅(qū)動程序是直接從“增益列表起始地址”參數(shù)表示的起始地址去提取起始通道的增益值，而不會根據(jù)“起始通道”參數(shù)在增益列表中選取對應(yīng)的增益值。

5.4CheckEvent的檢查周期

CheckEvent函數(shù)是在一個周期中檢查是否事件發(fā)生，如果有就立即返回事件的類型，如果沒有就返回一個“checkeventerror!”錯誤。CheckEvent函數(shù)與DRV_FAICheck函數(shù)不同，程序需要不的調(diào)用DRV_FAICheck函數(shù)來檢查硬件工作的最新情況。程序調(diào)用DRV_FAICheck函數(shù)要占用計算機CPU時間，但是使用CheckEvent，只需要占用CPU調(diào)用一次CheckEvent函數(shù)的時間，就可以監(jiān)視一個監(jiān)視周期內(nèi)的事件發(fā)生情況。在這個周期內(nèi)沒有事件發(fā)生就不占用CPU時間，CheckEvent函數(shù)采用同步方式檢查事件的發(fā)生。PTCheckEvent結(jié)構(gòu)的Milliseconds域說明了CheckEvent函數(shù)的檢查周期。

6結(jié)束語

本文著重分析了在使用研華32位dll驅(qū)動程序編寫動態(tài)數(shù)據(jù)采集程序時所碰到的概念及參數(shù)。通過本文讀者可能加深對32位dll驅(qū)動程序的認識，從而達到更加自由，靈活使用32位dll驅(qū)動程序的目的。