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自制便携式虚拟仪器的一种快速实现方法

微计算机信息 罗强 刘晓平?? 2010年11月05日 ?? 收藏0

?  B) 软件设计

  软件部分的设计分为:数据采集板卡底层固件开发、板卡的驱动程序的开发和上层应用程序的开发。

  (1)对于带有USB接口的数据采集板卡的固件开发,主要有主循环程序(发送USB请求、处理USB总线事件和自定义功能处理)、硬件提取层程序(对单片机的I/O口、数据总线等硬件接口进行操作)、PDIUSBD12命令接口程序(对PDIUSBD12器件进行操作的模块子程序集)、中断服务程序(当PDIUSBD12向单片机发出中断请求时,读取PDIUSBD12的中断传输来的数据,并设定事件标志和Setup包数据缓冲区传输给主循环程序)和标准请求处理程序(对USB的标准设备请求进行处理)。全部的程序都是用C51编写的,在这不列出具体的程序。

  (2)在编好了单片机中的固件程序以后,进行USB板卡的驱动程序编写。开发驱动程序的工具有windriver、微软提供的DDK和 Compuware的DriverStudio工具包,我们使用DriverStudio驱动程序开发工具,对于熟悉面向对象编程的软件开发员,DriverStudio是一个良好的驱动开发工具,并且开发时间比较短。DriverStudio工具包中的DriverWorks提供了三个类:KDriver、KPnpDevice和KPnpLowerDevice,这三个类用于实现WDM驱动程序的框架结构。

  在用到以上类外,开发USB驱动程序还用到了DriverWorks提供的三个用于实现USB设备操作的类:KUsbLowerDevice、 KUsbInterface和KUsbPipe类。其中,KPnpLowerDevice实例代表端点0,允许USB驱动程序通过默认控制管道控制USB 设备,如配置USB设备,传输各种控制和状态请求;KusbInterface类的作用更多是结构上的而非功能上的,其成员函数几乎不与实际物理设备交互作用,驱动程序用这个类获取接口和管道信息;KusbPipe类对应与管道,管道是主机和一个端点的信息连接,这个类用于初始化管道信息和管道操作控制。驱动程序代码在此略。

  (3)虚拟仪器软面板的开发在LABWINDOWS提供的CVI环境下完成的。这种图形开发环境比其它高级语言(C和VC)开发的图形界面不仅容易而且效果更好。并且这个工具提供了许多信号处理算法的功能模块。用户可以在应用控制面板上自由组合所需要的信号处理功能。能够实现数据处理和信号较正确的实时显示的效果。如果有C或者VC编程基础,可以在较短时间编写出比较完美的所要的应用程序。在这不列写出具体的程序。

  3. 总论

  自制便携式虚拟仪器设计已经完成,基本上能满足我们所需的工程项目的测试要求,而且运行良好。证实了一种快速的、经济的和有效的虚拟仪器设计方法。但是在虚拟仪器精度和实时显示功能方面还是有待提高,这是在和大公司的虚拟仪器相比下的不足之处。这些值得我们继续深入钻研的地方。

  参考文献:

  [1] 沈兰荪 高速数据采集系统的原理与应用 人民邮电出版社,1995

  [2] 邱寄帆 虚拟数字存储示波器高速数据采集卡的设计与实现 电测与仪表,2001年第6期

  [3] 张风均等 LabWindows/CVI 开发入门和进阶 .北京:北京航空航天大学出版社,2001

  [4] Walter Oney Programming the Windows Driver Model MicroSoft Press ,1999


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虚拟仪器? MAXIM114? USB?

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