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[经验] LabVIEW的I/O接口设备和硬件构成

2019-5-31 05:00:04  589 虚拟仪器 计算机 labview
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1 引言
虚拟仪器系统的硬件平台由I/O接口设备和计算机构成(如图1所示),i/o接口设备是对外获取信号的通道,为了能使计算机能够对i/o接口设备有效地进行控制,就要考虑系统中i/o接口设备的驱动问题。


图1 虚拟仪器的硬件构成
labview中,用软件驱动i/o接口设备,可分以下两种情况:
(1) labview支持的io设备的驱动
ni公司是以研制开发先进的i/o产品起家的,因此,ni在推出labview时已经考虑到了自家产品在labview中的的驱动问题,提供了专用的子vi形式的驱动程序库,图2是用作模拟输入的驱动程序。


图2 模拟输入驱动程序
labview提供了max(measurem -ent & automation)软件,只要计算机中安装了device driver,当i/o设备插入计算机时就能够被自动识别,并且可以用max工具对其进行配置。图3是在计算机中插入ni公司的板卡pci-6527后启动max的画面。


图3 max自动识别ni的i/o设备
对于这类labview直接支持的i/o设备,调用labview中的相应驱动程序模块就可以实现板卡的所有功能。
(2) labview不支持的io设备的驱动
ni的io产品由于有现成的驱动可供开发者使用,在使用中具有驱动方便的优势,但是价格昂贵,实际系统中很可能选择使用非ni的io设备,这类设备在ni提供的驱动程序库中没有相应的驱动程序。对于这类labview不直接支持的i/o设备,我们该如何实现对其驱动呢?
一般i/o设备都带有dll驱动函数库以及相应的lib文件和.h头文件,而labview恰好提供了调用动态链接库的手段——clf节点(call library function,位于labview功能模板中的advanced子模板中)。基于这种状况,使用clf节点便是我们驱动此类设备的首选方法。下面以北京迪阳公司的任意波形发生卡lai200a2为例来说明clf在仪器驱动中的使用。
2 举例
lai200a2是一款任意波形发生卡,该卡有一路波形输出,可实现正弦波、方波、三角波、锯齿波、ttl、白噪声、高斯噪声、梯形、指数、扫频等常规波形,用户可以设置波形的幅度、频率、偏置量等参数。lai200a2提供lai200.dll、lai200.lib、lai200.h文件供用户进行二次开发。以下简单介绍lai200.dll中的主要函数:
(1) 板卡自检函数
int lai200_autocheck(unsigned char *numbers,unsigned short int cardname);
功能描述:初始化板卡
入口参数:cardname: 卡地址
出口参数:numbers isa卡保留,无用。
函数返回:1,自检成功 2,自检失败
(2) 计算规则波形数据函数
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:计算规则波形数据函数
入口参数:wavetype: 波形类型
1正弦;
2方波
3 ttl
4锯齿
5三角
6白噪声
7高斯噪声
8直流。
frequency:波形频率
amplitude:幅度,0-10vpp
offset: 波形偏置量 0-2.0v
duty: 方波的占空比1~99 (%)
出口参数:
mdots:波形时钟
mdacclk:波形时钟
mwavedata:波形数据 范围:–5.0v---+5.0v
(3) 产生波形
int lai200_genwave(
int base,
int loopmode,
unsigned int dots,
double dacclk,
double *mwavedata,
int fcidx
);
功能描述:生成自定义波形。
入口参数:
base 板卡的基地址
loopmode 0,循环 1,单次
dots: 波形的点数,0-32760点。
dacclk: 刷新率,0.5hz-10mhz
*mwavedata:波形数据
fcidx 低通滤波,0=>1mhz 1=>100khz 2=>10khz 3=>1khz
出口参数:无
象上面这些函数声明我们可以在设备提供的.h文件中找到,这些信息对于我们正确配置clf是至关重要的,而对clf进行正确配置是使用clf的关键。下面以波形发生卡的初始化为例详细介绍clf节点的配置过程及注意事项。
3 clf节点的配置过程及注意事项
配置步骤:(须先添加clf节点)
(1)在clf节点的右键菜单中选择“configure…”或直接双击节点,弹出clf节点配置对话框。点击“browse…”按钮找到动态链接库文件lai200.dll,选定后,labview会自动装载选定的dll文件,并检测dll文件中所包含的函数。按“function name”框的下拉按钮可以看到dll中所有的函数。但是labview不会自动检测函数中的参数和参数的数据类型,这需要用户根据函数的输入、输出参数手动设置。所以在调用dll文件时,要求用户对dll文件中的函数参数类型做到心中有数。
(2) 在“function name”下拉框中选择初始化函数lai200_autocheck
(3) “calling conventions”指的是调用dll遵从的规范,有stdcall和c两个选项,若所选函数是windows api函数,则选用stdcall;否则选用c选项。
根据.h文件中的函数声明中各参数的形态按顺序依次添加参数并进行配置。配置完成后再根据clf节点的端子在前面板上添加控制型和指示型控件。完成的虚拟波形发生器前面板和框图程序分别如图4、5所示。


图4 波形发生器前面板


图5 波形发生器程序框图
4 结束语
一般,i/o设备厂商都会为自己的产品提供dll形式的驱动库。通过clf节点在labview中调用动态链接库函数可以顺利解决非ni公司daq产品的驱动问题。

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