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LabVIEW是一种基于图形程序的虚拟仪器编程语言,在测试与测量、数据采集、仪器控制、数字信号分析、工厂自动化等领域得了广泛的应用。LabVIEW 程序采用方框图编程,具有友好的人界面,在前面板中有用于模拟真实仪器面板的控件可供调用,可用于设置输入数值、观察输出值以及实现图表、文本等显示。实现LabVIEW对数据的采集和处理,传统的是采用数据采集卡,但是这
些数据采集设备存在安装不便、价格昂贵、受计算机插槽数量、地址、中断资源的限制,可扩展性差,同时在一些电磁干扰性强的测试现场,可能无法专门对其做电磁屏蔽,从而导致采集的数据失真。在LabVIEW 下使用USB 总线,可以同样实现数据采集,并且弥补了采集卡的不足。
1.USB底层驱动程序设计
VISA(Virtual Inst rument Software Architecture ) 是一个用来与各种仪器总线进行通讯的高级应用编程接口(API) 。他不受平台、总线和环境的限制。通用串行总线(USB) 是一个基于信息的通讯总线。这表示PC 机与USB 设备通过发送指令和数据进行通讯,而这些指令和数据是通过总线以文本或二进制数据的形式发送的。每个USB 设备都有各自的指令集。可以使用NI2VISA 的读写功能向仪器发送这些指令, 并读取仪器的反馈。
NI2VISA 从3. 0 版开始支持USB 通讯,他有2 种VI2SA 类函数( Resource Class) ,可以控制2 类USB 设备:
USB INSTR 设备与USB RAW 设备。符合USB 测试和测量类(USBTMC) 协议的USB 设备可以通过使用USBINSTR 类函数控制,他们使用488. 2 标准通讯。对于这些设备,只需以与GPIB 仪器通讯同样的方式,使用“VISAOpen”,“VISA Close”,“VISA Read”和“VISA Write”功能。USBTMC 设备符合VISA USB INSTR 类函数能够理解的协议。USBTMC 设备相对来说控制较为复杂,因为每个设备可以使用各自的通信协议,而这些通信协议一般都是由设备的生产厂家自定的。为了使用NI2VISA ,必须先让Windows 将NI2VISA作为设备的缺省驱动程序使用。在Windows 环境中,可以通过INF 文档做到这一点。INF 文件是系统硬件设备配置文件,USB 驱动程序通过INF 文件中的PID(产品识别号) 和VID(厂商识别号) 识别USB 设备。NI2VISA 3. 0中包含的VISA Driver Development Wizard (DDW) 可以为USB 设备创建一个INF 文档。
2.LabVIEW驱动程序编写
VISA 是用于仪器编程的标准I/ O 函数库及相关规范的总称,一般称之为VISA 库。VISA 库驻留于计算机系统中,是计算机与仪器之间的软件层连接,用以实现对仪器的程控。对软件开发者来说,他是一个可调用的操作函数集,他本身不提供仪器编程能力,只是一个高层API(应用程序接口) ,通过调用底层的驱动程序来
控制仪器设备。NI2VISA 支持3 种类型的USB 管道:控制、批量和中断。NI2VISA 探测到USB 仪器时,他会对仪器进行自动
扫描,寻找各种类型的最低可用端点。如使用NI2VISA中的VISA USB Cont rol In 和VISA USB Control Out 来通过控制型管道传输数据, 使用VISA Read 和VISA Write 来通过批量型管道传输数据。作为仪器I/ O 函数库,VISA 编程与传统的I/ O 软件
编程基本相同,主要通过设备I/ O 端口的读写操作和属性控制,实现与仪器的命令与数据交换。LabVIEW 中所有的VISA 节点均在Function 模板→All Functions 子模板→Inst rument I/ O 子模板→VISA 子模板中。在这里,只用到了VISA Open , VISA Close , VISA Write 和VISARead 四个节点即可实现和USB 设备的双向通信。当完成对USB 设备的INF 硬件配置后,就可以用VISA Open节点打开该资源,建立计算机与这些VISA 资源的通信管道;与VISA Open 节点相反,VISA Close 节点用于将打开的VISA 资源关闭; VISA Write 节点的功能是将writebuffer 端口输入字符串数据发送到仪器中;VISA Read 节点的功能是从仪器中读出数据。
LabVIEW中实现USB 数据收发
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