[分享]你知道仪器驱动程序的历史？

你知道仪器驱动程序的演变吗？

解：

仪器驱动程序的演变
基本的台式系统，GPIB仪器（解释语言BASIC） ——70年代中期
个人计算机的影响，插卡式仪器（编译语言C）——80年代
可程控仪器标准命令 （SCPI, 488.2）——
模块化仪器驱动程序（Driver）
VXI即插即用仪器驱动程序（ VXIplug&play， VPP） ——1993年
可互换虚拟仪器驱动程序（IVI）——1997年，还在不断完善
仪器驱动程序的概念
仪器驱动程序是一套可被用户调用的子程序库，利用它就不必了解每个仪器的编程协议和具体编程步骤，只需调用相应的一些函数就可以完成对仪器各种功能的操作。
仪器驱动程序一般是控制物理仪器的，但也有的是纯软件工具。
一、 VXIplug&play 规范
1993年NI、Tektronics、Racal等著名仪器公司成立了VXIplug&play 联盟并制定了VXIplug&play 规范，简称VPP规范。
VPP联盟目标：提高VXI技术最终用户的使用简易性。
VPP规范目的：解决多生产厂家的VXI系统的易操作性和互操作性问题，并提供给用户进行系统维护、再开发的能力。
VPP联盟网址：www.vxipnp.org
1. VPP 规范的特点
由仪器生产厂家提供
提供程序源代码
程序结构化与模块化
设计与实现的一致性
兼容性与开放性
VPP规范对仪器驱动程序的要求不仅适用于VXI仪器，也同样适用于GPIB仪器、PXI仪器、串行口仪器、网络仪器、USB仪器等。已经成为了虚拟仪器驱动程序设计的事实标准。
2. VPP规范的内容
3. 虚拟仪器系统框架
二、 仪器驱动程序设计(VPP-3)
3. 函数树
函数树就是驱动程序为仪器提供的所有仪器函数的列表及分组关系。
按照VPP仪器驱动程序内部设计模型的要求，对于任何仪器，都应有最小函数树。
最小函数树包括初始化、关闭、错误消息、错误查询、复位，自检和版本查询，还应包括至少一个功能函数。
4. 函数面板
函数树中的每一个函数都应具有函数面板，它是对仪器驱动程序函数的图形化描述。
函数面板的帮助
函数帮助：描述面板上的函数功能和相关的辅助函数。
控件帮助：对应函数的输入和输出参数，列举参数名,并描述参数,变量类型,有效范围和错误值。
返回帮助：描述返回值变量类型和可能的错误值。
5. 函数面板和函数树设计
LabWindows/CVI提供函数面板的设计工具
设计步骤：
了解仪器功能，根据功能规划编辑函数面板树。
规划函数树，在最小树基础上扩充。
生成仪器驱动程序工程文件（.prj）
设计函数树和函数面板（.fp, .c, .h）
完成驱动程序每个函数的代码（.c）
编译调试，生成动态链接库
三、 VISA（VPP-4）
VISA：Virtual Instrumentation Software Architecture，即虚拟仪器软件结构，是VPP系统联盟制定的I/O接口软件标准及其相关规范的总称。
VISA为虚拟仪器提供了标准化的I/O接口软件规范。VISA是整个工业界的统一的软件基础。
虚拟仪器软件结构中的标准 I/O 接口软件称为VISA库。
1. VISA的作用
为整个工业界提供统一的软件基础
对驱动程序、应用程序不必考虑接口类型
仅规定为用户提供的标准函数，不对具体实现作任何说明
用于编写符合VPP规范的仪器驱动程序，完成计算机与仪器之间的命令和数据传输，实现对仪器的控制。
VISA库作为低层 I/O 接口软件，运行于计算机系统中。
2. VISA的特点
适用于各类仪器：VXI, PXI, GPIB, RS-232, TCP, USB… …
与硬件接口无关
既适用于单处理器结构又适用于多处理器或分布式结构
适用于多种网络机制
3. VISA库函数
资源管理类函数
viOpenDefaultRM (ViPSession Rsrc_Manager_Handle);
viOpenDefaultRM(&defaultRMHandle);
ViStatus viOpen (ViSession Rsrc_Manager_Handle, ViRsrc Instrument_Descriptor, ViAccessMode Access_Mode, ViUInt32 Open_Timeout, ViPSession Instrument_Handle);
viOpen (defaultRMHandle, "VXI0::24::INSTR", VI_NULL, VI_NULL, &dmmHandle);
ViStatus viClose (ViSession Session_Handle);
viClose(dmmHandle);
资源操作类函数
寄存器基仪器通讯
viIn8, viIn16, viIn32
viIn16 (dmmHandle, VI_A16_SPACE, 0, &manufactureID);
viOut8, viOut16, viOut32
viOut16 (dmmHandle, VI_A16_SPACE, 4, 0);
消息基仪器通讯
viRead, viWrite
viRead (dmmHandle, readbuf, 100, &count);
viWrite (dmmHandle, writebuf, 100, &count);
格式化I/O
viPrintf, viScanf
viPrintf (dmmHandle, "*IDN?n");
viScanf (dmmHandle, "%t", result);

资源模板
事件处理
viEnableEvent, viDisableEvent
viInstallHandler, viUninstallHandler
viWaitOnEvent
资源属性
viGetAttribute, viSetAttribute
用VISA函数操作仪器的步骤
打开VISA资源管理器句柄，用到的函数：viOpenDefaultRM；
打开仪器句柄，用到的函数：viFindRsrc、viFindNext、viOpen等；
设置仪器状态、控制仪器操作、读取测量数据、处理仪器事件，用到的函数： viGetAttribute、viSetAttribute、viIn16、viOut16、viPrintf、viScanf、viInstallHandler、viUninstallHandler、viEnableEvent、viDisableEvent、viWaitOnEvent等；
释放仪器句柄，用到的函数：viClose；
释放VISA资源管理器句柄，用到的函数：viClose。
VISA函数应用举例
void main(void)
{
  error=viOpenDefaultRM (&rsrcManager); /*打开VISA资源管理器*/
  //rsrcManager为得到的VISA资源管理器句柄
  if(error!=VI_SUCCESS) /*如果出错，弹出错误信息对话框，返回*/
  { MessagePopup("Error","Open VISA Resource Manager Error!");
   return;
  }
  error = viOpen (rsrcManager, "VXI0::16::INSTR", VI_NULL, VI_NULL,          &instHandle);   //instHandle为得到的仪器句柄
  if(error!=VI_SUCCESS){
   MessagePopup("Error","Open Instrument Error!");
   return;
  }
  else{ /*获取仪器模块代码，设置仪器操作超时时间为2000毫秒*/
   viGetAttribute (instHandle, VI_ATTR_MODEL_CODE, &moduleID);    viSetAttribute (instHandle, VI_ATTR_TMO_VALUE, 2000);
  }
  viClose(instHandle); /*关闭仪器句柄和VISA资源管理器*/
  viClose(rsrcManager);
}
四、 软面板 Soft Panel（VPP-7）
虚拟仪器一般没有了操作面板，必须借助PC机作为其数据分析与显示的工具，利用PC机强大的图形显示和在线帮助功能，建立图形化的虚拟仪器面板，完成对仪器控制、数据分析与显示。
VPP软面板是一个特殊的测试应用程序，它为仪器模块提供一个替代前面板的控制接口。该控制接口不是在仪器前面板上，而是在计算机显示器上。
1. 软面板的作用
利用软面板检验仪器的通信和功能，同时也可利用它作为学习工具，演示仪器的控制和功能。
软面板采用图形用户接口（GUI）技术来显示等效的旋钮、按键及控制器。用户通过鼠标或计算机键盘操纵这些控制器。图形显示提供同传统前面板方式相似的测量结果和仪器状态，从而让用户以熟悉的方法控制仪器。
2. VPP规范对软面板的要求
      VPP规范规定每一个VXIplug&play仪器都在其安装盘上提供软面板。它使用户不必编写测试程序就可以检验仪器的通信和操作，这样能够大大减少组建和检验一个VXI系统的时间。
1、VPP软面板必须作为一个独立的应用程序运行，仅使用计算机、操作系统及驱动程序库，不应依赖于任何特定的应用程序开发环境。
2、软面板应提供一个既不过分杂乱，又不包含过多层次结构的友好用户界面。应显示并控制仪器的主要测试和测量功能。主面板右上端显示VXIplug&play图标。在软面板主窗口顶端或在窗口标题处标出仪器名称和型号。在软面板主窗口或About...对话框中标出软面板生产厂商和软面板版本信息。
3、在软面板自动连接时，如果发现多于一个的待接设备，则它应该提供一种方法让用户选择其中的一个待接设备。
4、软面板在执行时应该自动连接，并具有自动连接有效指示灯。有效指示灯应该有标签“激活”。不连接时，指示灯的颜色应该是暗淡的（背景颜色）。当连接时，指示灯应呈绿色。应该显示自动连接的槽号或逻辑地址，或者两者皆显示。
5、VXI软面板必须和计算机的应用程序分享计算机屏幕。为确保软面板的可用性，软面板应该是可移动的，并可以改变窗口大小。
    软面板在框架定义的最低分辨率屏幕上应该占据不超过2/3的区域。这使用户易于在以级联方式同时显示的多个软面板间进行切换。
    单个VXIplug&play 软面板不应占用超过框架定义的最低分辩率屏幕的100%区域。
6、软面板被设计成能在不同平台和计算机显示器上完成功能。必须确保每个软面板在不同平台和显示器之间是可移植的。
五、驱动程序安装盘制作（VPP-6）
为了方便驱动程序的发布和用户的使用，驱动程序和软面板必须被包装成安装盘的形式。这也是VXIplug&play规范的要求。
VPP规范要求安装盘应该包含以下内容：
一个MS-Windows独立的可执行软面板。
函数树面板文件（.fp文件）。
ANSI C源文件（.h和.c文件）。
MS-Windows 32位DLL（.dll和.h文件）。
一个由.dll生成的MS C/C++.lib文件。
MS-Windows帮助文件的编制文件