基于LabVIEW的普通數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)研究

引 言
虛擬儀器技術(shù)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，融計(jì)算機(jī)和總線技術(shù)、微電子技術(shù)、測(cè)量技術(shù)于一身，它是對(duì)傳統(tǒng)儀器的重大突破，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，結(jié)合相應(yīng)的硬件，大大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示和存儲(chǔ)以及系統(tǒng)維護(hù)和擴(kuò)展等方面的限制。虛擬儀器的眾多優(yōu)點(diǎn)使其得到了廣泛的應(yīng)用，然而當(dāng)今著名的虛擬儀器開發(fā)軟件(如LabVIEW等)只能支持NI公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集卡，而不能直接驅(qū)動(dòng)普通的數(shù)據(jù)采集卡。本文重點(diǎn)研究了在虛擬儀器開發(fā)軟件平臺(tái)LabVIEW下使用普通數(shù)據(jù)采集卡的方法。

1 虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)LabVIEW與數(shù)據(jù)采集卡的連接
LabVIEW是美國(guó)NI公司推出的一種基于G語(yǔ)言(Graphics Language)，即圖形化編程語(yǔ)言的虛擬儀器軟件開發(fā)工具，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集功能，通常只支持NI公司的數(shù)據(jù)采集卡，而這些卡的價(jià)格比較昂貴。因此，為了能在LabVIEW平臺(tái)上驅(qū)動(dòng)普通的數(shù)據(jù)采集卡，用戶必須通過LabVIEW所提供的調(diào)用庫(kù)函數(shù)節(jié)點(diǎn)(call Library Function Node，CLFN)及代碼接口節(jié)點(diǎn)(Code Interface Node，CIN)等功能，將功能強(qiáng)大、編程靈活、而且已有很多現(xiàn)成程序模塊的C語(yǔ)言同Lab-VIEW中編程直觀方便的圖形化G語(yǔ)言結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)用普通的數(shù)據(jù)采集卡來采集數(shù)據(jù)的功能，使LabVIEW在對(duì)硬件的支持上有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
在LabVIEW中利用CLFN節(jié)點(diǎn)可以較容易地實(shí)現(xiàn)訪問動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)，而且在購(gòu)買數(shù)據(jù)采集卡的時(shí)，廠商一般會(huì)給用戶提供動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。所以研究在LabVIEW平臺(tái)下調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)驅(qū)動(dòng)普通的數(shù)據(jù)采集卡來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集更具有普遍性。

2 基于動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的普通數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動(dòng)
2．1 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)概述
動(dòng)態(tài)鏈接是一種應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)與庫(kù)文件連接起來的技術(shù)。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)是一個(gè)可以多方共享的程序模塊，提供函數(shù)供Windows應(yīng)用程序或其他的動(dòng)態(tài)鏈接函數(shù)庫(kù)直接或間接調(diào)用，只有在別的模塊中調(diào)用了它的某個(gè)函數(shù)以后才發(fā)生作用。它是在應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)被裝入和鏈接的，而不是把庫(kù)代碼復(fù)制到應(yīng)用程序中，只是在程序中記錄了函數(shù)的入口點(diǎn)和接口。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)獨(dú)立于編程語(yǔ)言，因此LabVIEW可以調(diào)用用大多數(shù)語(yǔ)言(如Visual C++，C++ Builder等)編寫生成的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。在調(diào)用DLL的函數(shù)時(shí)，必須知道以下4個(gè)信息：函數(shù)返回的數(shù)據(jù)類型，函數(shù)調(diào)用的方式，函數(shù)的參數(shù)及類型，DLL庫(kù)文件的位置等。
2．2 LabVIEW對(duì)DLL的調(diào)用
通過對(duì)Call Library Function Node的配置可以實(shí)現(xiàn)DLL的調(diào)用，關(guān)鍵要了解被調(diào)用的函數(shù)名稱、功能及其輸入／輸出參數(shù)。配置節(jié)點(diǎn)的目的在于指定DLL模塊中與LabVIEW數(shù)據(jù)交換的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)函數(shù)。調(diào)用Call Library Function模塊，雙擊此模塊，在彈出CLF對(duì)話框中進(jìn)行節(jié)點(diǎn)配置，CLF函數(shù)配置對(duì)話框見圖1。第一個(gè)參數(shù)“庫(kù)名或路徑”，填入需要調(diào)用的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件的名字和路徑。第二個(gè)參數(shù)“函數(shù)名”，是鏈接庫(kù)中要調(diào)用的函數(shù)名稱。當(dāng)在庫(kù)名或路徑欄中設(shè)定了DLL的路徑后，在函數(shù)名下拉框中就可以看到該動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)所包含的所有函數(shù)名。第三個(gè)參數(shù)“調(diào)用規(guī)范”，此欄中可以設(shè)置該動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)是標(biāo)準(zhǔn)WINAPI調(diào)用還是普通的C調(diào)用。一般來說，都采用C調(diào)用，但是對(duì)于API調(diào)用則必須選擇stdeall(WINAPI)，最后一個(gè)需要注意的參數(shù)選項(xiàng)是線程安全選擇，此欄中可以選擇DLL是否可以被重入調(diào)用，默認(rèn)情況是在UI線程中運(yùn)行，即該動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)只能在User Interrace Thread下運(yùn)行。如果動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中被調(diào)用的函數(shù)返回時(shí)間很長(zhǎng)，那么就會(huì)導(dǎo)致LabVIEW不能執(zhí)行UI線程中的其他任務(wù)，因此界面反應(yīng)可能會(huì)很慢，甚至停止。這時(shí)候最好把它設(shè)為重入，若設(shè)置為重人，則該動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)可以由多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用，但前提是必須保證該DLL能被多個(gè)線程同時(shí)安全調(diào)用。

在參數(shù)配置菜單下設(shè)置函數(shù)的返回值類型和輸入?yún)?shù)。對(duì)話框右側(cè)對(duì)應(yīng)每一個(gè)參數(shù)的參數(shù)名稱、類型、數(shù)據(jù)類型、參數(shù)傳遞方式。其中，需要注意的是數(shù)據(jù)類型選項(xiàng)，在不同的編譯平臺(tái)下，數(shù)據(jù)類型的定義名稱是不一樣的。為了將數(shù)據(jù)類型一一對(duì)應(yīng)，在LabVIEW中必須對(duì)數(shù)據(jù)類型名稱定義進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3 普通數(shù)據(jù)采集卡在LabVIEW平臺(tái)下的應(yīng)用實(shí)例
以北京優(yōu)采公司的UA301A型A／D數(shù)據(jù)采集卡為例，該采集卡在LabVIEW平臺(tái)下不能直接被驅(qū)動(dòng)。該采集卡提供了一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)ua300a．dll，此動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中提供了許多簡(jiǎn)潔高效的采集和控制函數(shù)，支持UA301A采集器的各種功能。