基于LABVIEW平臺的數據采集卡軟件設計
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DLL的調用
在LABVIEW 中調用DLL時，把編寫好的DLL放在當前目錄或特定目錄下，然后根據應用程序的需要，確定參數個數和參數類型及調用規則，在LABVIEW中正確地配置DLL 。首先從函數模板Function 中調用CLF 節點，雙擊彈出設置對話框，如圖2所示。對話框中，第一個參數Library Name Path 填入需要調用的動態鏈接庫文件的名字和路徑。第二個參數Function Name 是鏈接庫中要調用的函數名稱。第三個參數為線程調用方式，在DLL只被一個線程調用的情況下，兩種調用方式都可選擇，但在多線程調用情況下，需注意選擇。Run in UI Thread 表示在用戶接口線路中調用，DLL 的執行期將等到用戶接口線程(即LABVIEW環境下的VI 應用程序) 執行DLL 的導出函數調用時才開始；Run in any Thread 表示允許多個線程同時調用這個DLL。在編制DLL 過程中，充分考慮了線程保護的同步機制，如使用臨界區、互斥、信號量等，線程安全較為確定，那么可以選用Run in any Thread方式，這將有助于提高DLL調用的性能；反之，可選Run in UI Thread。第四個參數是對DLL的調用規則，可選擇C或stdcall，在此選擇stdcall。LABVIEW調用庫函數設置界面如圖3所示，其中Parameters項是對參數選項的設置，根據調用的函數，添加和設置相應的參數，參數名稱、類型和數據類型，且要與被調用函數中的參數名相同。需要注意的是，當調用多個函數時要分別填寫參數的個數和對應的類型，而且在調用過程中應保持數據位的一致。由于LABVIEW中的數據類型和不同編程語言對應的數據類型在形式上有些不一致，因此需要知道它們是如何對應的。如：LABVIEW中I16表示有符號16位整型，對應C語言中的short型。
設置后，LABVIEW將自動生成各參數的入口及出口狀態，完成調用庫函數節點的配置。對于外部的編程和連線，如Trigger.vi，如圖4所示。
圖3 LABVIEW調用庫函數設置界面
圖4 Trigger子VI程序框圖
DLL調用中的參數類型匹配
在LABVIEW中調用動態鏈接庫，難點在于參數類型匹配。最常用的三種數據類型是：數值類型、字符串、數值型數組。設計中，將采集數據傳送到內存塊過程涉及到帶數組參數的函數調用，值得注意的是，LABVIEW 只支持 C 數據類型中的數值型數組，調用含有數組參數函數時，傳遞數組類型“Array Format”要選擇“Array Data Pointer”。這個設置中還有其他兩個選項（Array Handle，Array Handle Pointer），這種帶有“Handle”的參數類型都是表示LABVIEW定義的特殊類型的，在第三方的DLL中不會使用到。按前述步驟設置好CLF節點，連接外部輸入（采集數量size）和輸出（存放采集數據的數組）后，輸出沒有反應，檢查分析得知，數組參數作為輸出值時，要為輸出的數組數據開辟空間，將輸入數據的指針復制給輸出數組數據指針并傳給驅動函數。在LABVIEW中開辟數據空間的方法有兩種：
1.創建一個長度滿足要求的數組，作為初始值傳遞給輸入參數，輸出數據就會被放置在輸入數組所在的內存空間內。
2.直接在參數配置面板上進行設置。在 Minimum size 中寫入一個固定的數值或選擇函數的其它數據參數，LABVIEW 就會按此大小為輸出數組開辟空間。
詳細設置如表1所示。字符串的使用與數組非常類似，實際上在C語言中字符串就是一個I8數組。
表1 調用含有數組參數函數舉例
圖5 采集波形顯示圖
此外，布爾類型在DLL函數和LABVIEW VI之間傳遞沒有專有的數據類型，需利用數值類型來傳遞。輸入時先把布爾值轉變為數值，傳遞給DLL函數；輸出時把數值轉為布爾值。對于所調用的DLL 庫函數的參數類型，如果在配置框中找不到匹配的類型，可以在Type 框中選Adapt to Type，表示編程時指定的LABVIEW數據類型與DLL中參數類型進行自動匹配。LABVIEW也定義了一些特有的數據類型，例如復數類型、LV布爾類型。為了在動態鏈接庫中能對這些類型的數據進行操作，在LABVIEW目錄中的extcode.h文件對LABVIEW的各種數據類型進行了定義。在編寫動態鏈接庫時，通過引用該文件就可以在C代碼中對LABVIEW的這些獨有數據類型進行操作。
實驗與結論
程序設計采用循環順序執行結構，主要設置三個調用動態鏈接庫節點。循環順序執行結構中包括三幀，第一幀調用Config函數進行數據采集卡的初始化；第二幀循環調用datatrans函數采集數據至內存，并用波形圖顯示出來；第三幀調用deviceshut函數釋放采集卡所占資源，程序結束。圖5是設計完成的采集卡軟件工作界面，圖中顯示了對系統采集參數、處理參數配置以及采集波形的顯示等，波形顯示了對正弦信號采集4096個有效數據點。
結果表明，數據卡的接口工作穩定，數據正確無誤，達到了設計的目標。上述方法成功實現了LABVIEW與采集卡驅動程序的數據交換，進而利用LABVIEW豐富的函數庫，能方便地實現采集卡的所有功能，搭建了以LABVIEW為應用程序的數字采集處理系統。很明顯這種集成了VC++和LABVIEW圖形化編程語言各自優勢的采集處理系統不僅性價比高、通用性強、易于開發、數據處理簡單，且可以大大縮短開發時間。采用CLF 技術，充分利用已有的動態鏈接程序庫，可大大增強LABVIEW 和底層硬件的通信能力。
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