LabVIEW中的I/O接口設備驅動

1 引言

　　labview(laboratory virtual instrument engineering workbench，實驗室虛擬儀器工程平臺)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)的虛擬儀器開發平臺。labview以其在數據采集、信號處理等方面的突出優勢已經在測控領域獲得了廣泛應用。虛擬儀器系統的硬件平臺由i/o接口設備和計算機構成(如圖1所示)，i/o接口設備是對外獲取信號的通道，為了能使計算機能夠對i/o接口設備有效地進行控制，就要考慮系統中i/o接口設備的驅動問題。

圖1 虛擬儀器的硬件構成

　　在labview中，用軟件驅動i/o接口設備，可分以下兩種情況：

　　(1) labview支持的io設備的驅動

　　ni公司是以研制開發先進的i/o產品起家的，因此，ni在推出labview時已經考慮到了自家產品在labview中的的驅動問題，提供了專用的子vi形式的驅動程序庫，圖2是用作模擬輸入的驅動程序。

圖2 模擬輸入驅動程序

　　labview提供了max(measurem -ent automation)軟件，只要計算機中安裝了device driver，當i/o設備插入計算機時就能夠被自動識別，并且可以用max工具對其進行配置。圖3是在計算機中插入ni公司的板卡pci-6527后啟動max的畫面。

圖3 max自動識別ni的i/o設備

　　對于這類labview直接支持的i/o設備,調用labview中的相應驅動程序模塊就可以實現板卡的所有功能。

　　(2) labview不支持的io設備的驅動

　　ni的io產品由于有現成的驅動可供開發者使用，在使用中具有驅動方便的優勢，但是價格昂貴，實際系統中很可能選擇使用非ni的io設備，這類設備在ni提供的驅動程序庫中沒有相應的驅動程序。對于這類labview不直接支持的i/o設備，我們該如何實現對其驅動呢？

　　一般i/o設備都帶有dll驅動函數庫以及相應的lib文件和.h頭文件，而labview恰好提供了調用動態鏈接庫的手段——clf節點(call library function，位于labview功能模板中的advanced子模板中)。基于這種狀況，使用clf節點便是我們驅動此類設備的首選方法。下面以北京迪陽公司的任意波形發生卡lai200a2為例來說明clf在儀器驅動中的使用。

2 舉例

　　lai200a2是一款任意波形發生卡，該卡有一路波形輸出，可實現正弦波、方波、三角波、鋸齒波、ttl、白噪聲、高斯噪聲、梯形、指數、掃頻等常規波形，用戶可以設置波形的幅度、頻率、偏置量等參數。lai200a2提供lai200.dll、lai200.lib、lai200.h文件供用戶進行二次開發。以下簡單介紹lai200.dll中的主要函數：

　　(1) 板卡自檢函數

　　int lai200_autocheck(unsigned char *numbers,unsigned short int cardname);
功能描述：初始化板卡
入口參數：cardname: 卡地址
出口參數：numbers isa卡保留，無用。
函數返回：1，自檢成功　2，自檢失敗

　　(2) 計算規則波形數據函數

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：計算規則波形數據函數
入口參數：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：
mdots:波形時鐘
mdacclk:波形時鐘
mwavedata:波形數據 范圍：–5.0v---+5.0v

　　(3) 產生波形

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：
base 板卡的基地址
loopmode 0,循環 1，單次
dots: 波形的點數，0-32760點。
dacclk: 刷新率，0.5hz-10mhz
*mwavedata:波形數據
fcidx 低通濾波，0=>1mhz 1=>100khz 2=>10khz 3=>1khz
　　　 出口參數：無

　　象上面這些函數聲明我們可以在設備提供的.h文件中找到，這些信息對于我們正確配置clf是至關重要的，而對clf進行正確配置是使用clf的關鍵。下面以波形發生卡的初始化為例詳細介紹clf節點的配置過程及注意事項。

3 clf節點的配置過程及注意事項

　　配置步驟：(須先添加clf節點)

　　(1)在clf節點的右鍵菜單中選擇“configure…”或直接雙擊節點，彈出clf節點配置對話框。點擊“browse…”按鈕找到動態鏈接庫文件lai200.dll，選定后，labview會自動裝載選定的dll文件，并檢測dll文件中所包含的函數。按“function name”框的下拉按鈕可以看到dll中所有的函數。但是labview不會自動檢測函數中的參數和參數的數據類型，這需要用戶根據函數的輸入、輸出參數手動設置。所以在調用dll文件時，要求用戶對dll文件中的函數參數類型做到心中有數。

　　(2) 在“function name”下拉框中選擇初始化函數lai200_autocheck

　　(3) “calling conventions”指的是調用dll遵從的規范，有stdcall和c兩個選項，若所選函數是windows api函數，則選用stdcall；否則選用c選項。

　　根據.h文件中的函數聲明中各參數的形態按順序依次添加參數并進行配置。配置完成后再根據clf節點的端子在前面板上添加控制型和指示型控件。完成的虛擬波形發生器前面板和框圖程序分別如圖4、5所示。

圖4 波形發生器前面板

圖5 波形發生器程序框圖

4 結束語

　　一般，i/o設備廠商都會為自己的產品提供dll形式的驅動庫。通過clf節點在labview中調用動態鏈接庫函數可以順利解決非ni公司daq產品的驅動問題。