LabVIEW與USB的直接數(shù)據(jù)通信

介紹完上面的4個(gè)節(jié)點(diǎn)，就可以用上面4個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)LabVIEW對USB批量數(shù)據(jù)收發(fā)，如圖1所示。當(dāng)然，這需要前述INF文件的支持和與USB接口的單片機(jī)程序的支持，在圖1中VISA resource name端口用于指定需要打開的VISA資源的名稱，實(shí)際上就是前面生成INF配置文件中的VISA資源儀器描述符。這里，向USB發(fā)送字符串“connect test”，連接測試，單片機(jī)通過USB接口芯片將發(fā)送過去的數(shù)據(jù)回傳給LabVIEW。在前面板的read buffer顯示框中能顯示出“connect test”字符串。

4 基于IJSB的虛擬示波器的實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)為在LabVIEW中實(shí)現(xiàn)示波器的功能。單片機(jī)對向USB示波器調(diào)理電路輸出的信號進(jìn)行96 k(多檔可調(diào))的高速連續(xù)AD采樣，并將采樣到的數(shù)據(jù)通過USB口傳給PC機(jī)的LabVIEW，LabVlEW對USB口傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、測量、波形還原和顯示等相關(guān)操作。虛擬示波器的程序運(yùn)行界面如圖2所示，當(dāng)前輸入的是2.001 kHz的正弦波信號，在軟件中顯示的波形以及測量結(jié)果與實(shí)際示波器上 得到的結(jié)果基本無異。在該程序模塊中，通過調(diào)用Lab-VIEW的相關(guān)控件，實(shí)現(xiàn)了對輸入的模擬信號的波形還原顯示、頻率測量、峰值測量、直流漂移測量等操作。

系統(tǒng)采用單片機(jī)和Philip公司生產(chǎn)的PDIUSBD12芯片構(gòu)成USB設(shè)備。由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)AD采樣，經(jīng)USB接口完成采樣數(shù)據(jù)的傳輸。單片機(jī)的電路設(shè)計(jì)和軟件構(gòu)成在這里就不做詳細(xì)介紹。

此系統(tǒng)硬件部分USB接口芯片采用的PDIUSBD12，他支持批量數(shù)據(jù)的長度為64B，所以就以64B為一幀進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的收發(fā)。在系統(tǒng)啟動即檢測USB設(shè)備是否連接正常，正常才啟動檢測，否則提示連接不正常。當(dāng)啟動檢測時(shí)，USB總線上的數(shù)據(jù)的傳輸過程遵循以下步驟：

(1)LabVIEW向USB設(shè)備發(fā)送啟動控制命令幀，其中包含采樣頻率、存貯深度、持續(xù)時(shí)間等相關(guān)內(nèi)容。由于控制命令字不滿64B，其他部分進(jìn)行比特填充。

(2)單片機(jī)通過USB接口芯片接收到控制命令，即按要求開始啟動采樣。若為大于8k高速采樣命令，則進(jìn)行連續(xù)采樣，將采樣的數(shù)據(jù)存貯在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，采樣結(jié)束后，將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行60B每幀的拆分，并在60B數(shù)據(jù)的前面加上4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)幀編號等相關(guān)內(nèi)容，通過USB總線將這些數(shù)據(jù)幀批量傳輸給LabVIEW。

(3)若為小于8k的低速采樣命令，則進(jìn)行中斷采樣，將采樣的數(shù)據(jù)存儲在一個(gè)隊(duì)列中，在采樣過程中，若采樣的數(shù)據(jù)多于60B，即在主程序中取出隊(duì)列中60個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)并封裝成數(shù)據(jù)幀，啟動USB數(shù)據(jù)的傳輸過程。采樣過程直至LabVIEW向USB設(shè)備發(fā)送停止命令幀。

(4)在一次數(shù)據(jù)采樣結(jié)束后，LabVIEW向USB設(shè)備發(fā)送啟動控制命令幀即可馬上進(jìn)行再次采樣。

5 結(jié) 語

用戶可以根據(jù)不同的環(huán)境和要求選擇不同的通信方式，在低速的情況下可以采用串口，并口等方式，高速數(shù)據(jù)采集可以采用USB口，專用數(shù)據(jù)采集卡等，使用USB2.0協(xié)議的芯片支持的批量的數(shù)據(jù)幀長度可以達(dá)到512B，并且有更高的數(shù)據(jù)傳輸速度。介紹了在LabVIEW中實(shí)現(xiàn)USB通信的設(shè)計(jì)方法，并給出具體的設(shè)計(jì)步驟和方框圖程序。該方法具有硬件接口簡單、軟件編程方便、實(shí)用的特點(diǎn)，在實(shí)際數(shù)據(jù)采集過程中具有一定參考價(jià)值。