彈上通信系統(tǒng)的LabVIEW與單片機(jī)的通信技術(shù)

不管利用CIN，還是調(diào)用DLL，都可以實(shí)現(xiàn)LabVIEW訪問(wèn)USB設(shè)備，但并不能很好地體現(xiàn)LabVIEW的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)CIN和DLL，不用LabVIEW也可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)編程。實(shí)際上，LabVIEW還有獨(dú)特的訪問(wèn)USB設(shè)備的方法，即通過(guò)VISA訪問(wèn)USB設(shè)備。

3 通過(guò)VISA訪問(wèn)USB設(shè)備
VISA(Virtual Instrument Software Architecture，虛擬儀器軟件架構(gòu))是一種用來(lái)與各種儀器總線進(jìn)行通信的高級(jí)應(yīng)用編程接口(API)，包括GPIB、USB、串口、PXI／PCI、VXI、火線和以太網(wǎng)。它是計(jì)算機(jī)與儀器的軟件連接層，本身不具備編寫(xiě)儀器驅(qū)動(dòng)的能力，通過(guò)調(diào)用特定儀器驅(qū)動(dòng)與儀器的通信。
NI-VISA從3．0版開(kāi)始支持USB通信，它有兩種VISA類(lèi)函數(shù)(Resource Class)，可以控制兩類(lèi)USB設(shè)備：USB INSTR設(shè)備與USB RAW設(shè)備。U-SB INSTR設(shè)備是符合USBTMC協(xié)議的USB設(shè)備，可以通過(guò)使用USB INSTR類(lèi)函數(shù)控制，通信時(shí)無(wú)需配置NI-VISA；而USB RAw設(shè)備是指除了明確符合USBTMC規(guī)格的儀器之外的任何USB設(shè)備，通信時(shí)要配置NI-VISA。C8051F340是USB RAW設(shè)備，故欲實(shí)現(xiàn)與LabVIEW進(jìn)行USB通信，可通過(guò)NI公司提供的VISA Driver Wizard進(jìn)行配置。步驟如下：
①按照“程序”一“National Instruments”一“VISA”一“Driver Wizard”選擇USB并點(diǎn)擊Next，進(jìn)入U(xiǎn)SB-DeviceInformation界面。
②在USB Vendor ID欄和USB Product ID欄分別填寫(xiě)USB設(shè)備的PID號(hào)和VID號(hào)。另外兩欄分別是Manufacturer Name和Mode Name欄，選填。每一個(gè)USB設(shè)備都有唯一的PID號(hào)和VID號(hào)，它們是主機(jī)識(shí)別不同USB設(shè)備的根據(jù)。
③生成并安裝inf文件，為USB設(shè)備創(chuàng)建PNF文檔。持續(xù)點(diǎn)擊Next，并為文件命名。高版本的VISA可發(fā)自動(dòng)創(chuàng)建PNF文檔。
④連接USB設(shè)備。USB具有熱拔插功能，所以Windows能夠探測(cè)到USB設(shè)備，并立即會(huì)打開(kāi)“添加新硬件向?qū)?rdquo;，很快完成USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的安裝。
至此，主機(jī)已將NI-VISA作為訪問(wèn)USB設(shè)備的底層驅(qū)動(dòng)，在LabVIEW程序中即可利用VISA選板的VI設(shè)計(jì)通信程序。
圖3是一個(gè)基于NI-VISA編寫(xiě)的LabVIEW與C8051F340進(jìn)行USB通信的程序框圖。設(shè)備的PID和VID分別是0x10C4和0x0005，單片機(jī)使用端點(diǎn)2IN，采用中斷傳輸方式；LabVIEW程序中用VISA事件處理和獲取USB中斷等VI。

通過(guò)NI-VISA實(shí)現(xiàn)LabVIEW與單片機(jī)進(jìn)行USB通信，大大減小了工作量，同時(shí)很好地發(fā)揮了LabVIEW的特點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)
對(duì)實(shí)現(xiàn)LabVIEW與C8051F340單片機(jī)USB通信的3種方式進(jìn)行比較，結(jié)論如下：
①通過(guò)CIN節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)USB可以充分利用設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的C語(yǔ)言編寫(xiě)的驅(qū)動(dòng)程序及源程序，發(fā)揮C語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)；但要求用戶(hù)非常熟悉USB協(xié)議，這種實(shí)現(xiàn)方法相當(dāng)于在LabVIEW下用CIN對(duì)USB設(shè)備編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序，使用較為麻煩。
②通過(guò)調(diào)用DLL實(shí)現(xiàn)USB通信，可以利用生產(chǎn)廠家提供的dll文件，發(fā)揮dll文件的優(yōu)勢(shì)；但由于dll文件的數(shù)據(jù)格式通常和LabVIEW不完全匹配，往往需要修改參數(shù)或者對(duì)dll文件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，需要具備開(kāi)發(fā)dll文件的能力，也比較麻煩。
③通過(guò)NI-VISA可以充分發(fā)揮LabVIEW的優(yōu)勢(shì)，無(wú)需熟悉傳統(tǒng)文本語(yǔ)言編程，極大方便上位機(jī)的編程。
④就單片機(jī)在USB設(shè)備固件編程的工作量而言，通過(guò)NI-VISA方式與通過(guò)CIN方式相當(dāng)，比通過(guò)USBXpress開(kāi)發(fā)套件的工作量大。
結(jié)合實(shí)現(xiàn)LabVIEW與C8051F340USB通信總體軟件編程任務(wù)，從工程應(yīng)用角度進(jìn)行比較，如表1所列。

對(duì)于一般情況下基于LabVIEW的上下位機(jī)USB通信，建議通過(guò)調(diào)用DLL或者使用VISA實(shí)現(xiàn)USB通信，具體采用哪種方式，還要結(jié)合系統(tǒng)具體要求而定。