基于LabVIEW與USB的虛擬儀器接口設(shè)計(jì)

1．2 軟件設(shè)計(jì)方案
為了能夠在LabVIEW中充分利用其他編程語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，LabVIEW提供了強(qiáng)大的外部程序接口能力。這些接口包括DLL，C語(yǔ)言接口(CIN)，ActiveX，．NET，DDE，Matlab等。通過(guò)DLL，可以方便地調(diào)用c，VC，VB等編程語(yǔ)言編寫(xiě)的程序以及Windows自帶的大量API函數(shù)。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(Dynamic LinkLibrary，DLL)是一個(gè)可以多方共享的程序模塊，內(nèi)部對(duì)共享的例程和資源進(jìn)行了封裝。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件的擴(kuò)展名一般是．dll，DLL和可執(zhí)行文件(exe)非常相似，最大的區(qū)別在于DLL雖然包含了可執(zhí)行代碼卻不能單獨(dú)執(zhí)行，必須由Windows應(yīng)用程序直接或間接調(diào)用。
因此，開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用軟件的首要工作是DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的開(kāi)發(fā)，在這里DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)采用VC++6．0進(jìn)行開(kāi)發(fā)。LabVIEW調(diào)用DLL示意圖如圖4所示，由于DLL能夠調(diào)用API函數(shù)與USB設(shè)備進(jìn)行通信，而采用NI公司的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW可以充分發(fā)揮虛擬儀器的靈活性。因此，將兩者優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，該設(shè)計(jì)的虛擬示波器用戶控制面板具有界面友好，操作直觀等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)面板上的各種控件便可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、再現(xiàn)及分析等功能。

2 軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)是虛擬儀器開(kāi)發(fā)的必備環(huán)節(jié)。基于LabVIEW與USB的虛擬儀器的軟件設(shè)計(jì)分為4部分：主機(jī)操作系統(tǒng)上的客戶驅(qū)動(dòng)程序、主機(jī)應(yīng)用程序、Ez-USB FX2的固件程序以及FPGA軟件。
2．1 驅(qū)動(dòng)程序
主機(jī)軟件部分包括USB客戶驅(qū)動(dòng)程序和主機(jī)應(yīng)用程序。USB客戶驅(qū)程序是支持即插即用功能的標(biāo)準(zhǔn)WDM驅(qū)動(dòng)程序，它為實(shí)現(xiàn)控制傳輸、中斷傳輸和批傳輸提供了標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)。一般情況下Cypress公司所提供的客戶驅(qū)動(dòng)程序已經(jīng)能夠滿足需求，如果有特別的需求，可以在其基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)自己的驅(qū)動(dòng)程序。
2．2 應(yīng)用程序LabVIEW調(diào)用DLL
主機(jī)應(yīng)用程序是系統(tǒng)與用戶的接口，需要一個(gè)圖形用戶界面來(lái)控制所調(diào)用的函數(shù)，這里采用LabVIEW來(lái)編寫(xiě)應(yīng)用程序。它通過(guò)調(diào)用DLL與驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行通信，以完成對(duì)外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸。在編寫(xiě)用戶程序時(shí)，首先要建立與外設(shè)的連接，然后才能實(shí)施數(shù)據(jù)的傳輸。在DLL程序中主要用到2個(gè)API函數(shù)：一是利用Create-File得到USB句柄；二是利用DeviceIoControl來(lái)向設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送請(qǐng)求，完成在EZ-USB FX2中數(shù)據(jù)批傳輸?shù)淖x取與寫(xiě)入。
采用LabVIEw來(lái)設(shè)計(jì)這里的應(yīng)用程序，關(guān)鍵是通過(guò)Call Library Function節(jié)點(diǎn)來(lái)調(diào)用前面所編寫(xiě)DLL文件中的各個(gè)函數(shù)。該節(jié)點(diǎn)位于Functions Palette的Connectivity |Libraries Executables | Call LibraryFunction Node，如圖5所示。

通過(guò)CLF節(jié)點(diǎn)來(lái)調(diào)用前面所編寫(xiě)的DLL步驟如下：
(1)單擊該節(jié)點(diǎn)將其放置在程序框圖中，此時(shí)該節(jié)點(diǎn)沒(méi)有與任何DLL連接；
(2)右擊該節(jié)點(diǎn)并選擇Configure選項(xiàng)或者直接雙擊該節(jié)點(diǎn)可以打開(kāi)庫(kù)函數(shù)配置對(duì)話框；
(3)在該模塊的屬性設(shè)置中選擇DLL文件中所包含的某個(gè)函數(shù)，然后再設(shè)置好函數(shù)的返回類型和參數(shù)類型。這樣就可以使LabVIEW調(diào)用DLL文件中的一個(gè)函數(shù)(針對(duì)DLL中的每個(gè)函數(shù)都需要設(shè)置一個(gè)CallLibrary Function Node)。最后把該模塊的另一端連接到顯示模塊，就可以顯示從USB接口讀進(jìn)的數(shù)據(jù)。