基于LabVIEW與USB的虛擬儀器接口設(shè)計
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1.2 軟件設(shè)計方案
為了能夠在LabVIEW中充分利用其他編程語言的優(yōu)勢,LabVIEW提供了強大的外部程序接口能力。這些接口包括DLL,C語言接口(CIN),ActiveX,.NET,DDE,Matlab等。通過DLL,可以方便地調(diào)用c,VC,VB等編程語言編寫的程序以及Windows自帶的大量API函數(shù)。動態(tài)鏈接庫(Dynamic LinkLibrary,DLL)是一個可以多方共享的程序模塊,內(nèi)部對共享的例程和資源進行了封裝。動態(tài)鏈接庫文件的擴展名一般是.dll,DLL和可執(zhí)行文件(exe)非常相似,最大的區(qū)別在于DLL雖然包含了可執(zhí)行代碼卻不能單獨執(zhí)行,必須由Windows應(yīng)用程序直接或間接調(diào)用。
因此,開發(fā)上層應(yīng)用軟件的首要工作是DLL動態(tài)鏈接庫的開發(fā),在這里DLL動態(tài)鏈接庫采用VC++6.0進行開發(fā)。LabVIEW調(diào)用DLL示意圖如圖4所示,由于DLL能夠調(diào)用API函數(shù)與USB設(shè)備進行通信,而采用NI公司的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺LabVIEW可以充分發(fā)揮虛擬儀器的靈活性。因此,將兩者優(yōu)勢結(jié)合起來,該設(shè)計的虛擬示波器用戶控制面板具有界面友好,操作直觀等優(yōu)點,通過面板上的各種控件便可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲、再現(xiàn)及分析等功能。
2 軟件設(shè)計
軟件設(shè)計是虛擬儀器開發(fā)的必備環(huán)節(jié)。基于LabVIEW與USB的虛擬儀器的軟件設(shè)計分為4部分:主機操作系統(tǒng)上的客戶驅(qū)動程序、主機應(yīng)用程序、Ez-USB FX2的固件程序以及FPGA軟件。
2.1 驅(qū)動程序
主機軟件部分包括USB客戶驅(qū)動程序和主機應(yīng)用程序。USB客戶驅(qū)程序是支持即插即用功能的標準WDM驅(qū)動程序,它為實現(xiàn)控制傳輸、中斷傳輸和批傳輸提供了標準接口函數(shù)。一般情況下Cypress公司所提供的客戶驅(qū)動程序已經(jīng)能夠滿足需求,如果有特別的需求,可以在其基礎(chǔ)上開發(fā)自己的驅(qū)動程序。
2.2 應(yīng)用程序LabVIEW調(diào)用DLL
主機應(yīng)用程序是系統(tǒng)與用戶的接口,需要一個圖形用戶界面來控制所調(diào)用的函數(shù),這里采用LabVIEW來編寫應(yīng)用程序。它通過調(diào)用DLL與驅(qū)動程序進行通信,以完成對外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸。在編寫用戶程序時,首先要建立與外設(shè)的連接,然后才能實施數(shù)據(jù)的傳輸。在DLL程序中主要用到2個API函數(shù):一是利用Create-File得到USB句柄;二是利用DeviceIoControl來向設(shè)備驅(qū)動程序發(fā)送請求,完成在EZ-USB FX2中數(shù)據(jù)批傳輸?shù)淖x取與寫入。
采用LabVIEw來設(shè)計這里的應(yīng)用程序,關(guān)鍵是通過Call Library Function節(jié)點來調(diào)用前面所編寫DLL文件中的各個函數(shù)。該節(jié)點位于Functions Palette的Connectivity |Libraries Executables | Call LibraryFunction Node,如圖5所示。
通過CLF節(jié)點來調(diào)用前面所編寫的DLL步驟如下:
(1)單擊該節(jié)點將其放置在程序框圖中,此時該節(jié)點沒有與任何DLL連接;
(2)右擊該節(jié)點并選擇Configure選項或者直接雙擊該節(jié)點可以打開庫函數(shù)配置對話框;
(3)在該模塊的屬性設(shè)置中選擇DLL文件中所包含的某個函數(shù),然后再設(shè)置好函數(shù)的返回類型和參數(shù)類型。這樣就可以使LabVIEW調(diào)用DLL文件中的一個函數(shù)(針對DLL中的每個函數(shù)都需要設(shè)置一個CallLibrary Function Node)。最后把該模塊的另一端連接到顯示模塊,就可以顯示從USB接口讀進的數(shù)據(jù)。
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