LabWindows/CVI儀器驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)

1引言

在BC3192測試程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，最復雜的是儀器驅動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。同VXI總線(xiàn)間進(jìn)行的每一步聯(lián)系和操作，都少不了儀器驅動(dòng)程序的幫助。

用Labwindows/CVI（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Labwin）軟件可以開(kāi)發(fā)出儀器的驅動(dòng)程序。這主要是因為L(cháng)abwin具有一部分通用的儀器設備驅動(dòng)庫。有了它們，用戶(hù)可以比較容易地開(kāi)發(fā)出幾個(gè)系列的總線(xiàn)兼容設備驅動(dòng)程序。如RS232儀器驅動(dòng)系列、GPIB儀器驅動(dòng)系列、VXI總線(xiàn)系列驅動(dòng)程序，還有一些典型的特定驅動(dòng)程序的實(shí)例，如Fluke45Digital Multimeter(VISAI/O)（Fluke45數字型萬(wàn)用表）、HewlettPackard34401AMultimeter(VISA)（惠普34401A型萬(wàn)用表）等。

一個(gè)典型的驅動(dòng)程序由4部分組成。

第一部分是主程序，主要是由＊.lib，＊.obj，＊.dll或＊.c文件組成。

第二部分是包含文件（＊.h），包括函數功能的定義，常量的聲明以及全局變量的聲明。

第三部分是設備功能面板部分（＊.fp），包括樹(shù)狀功能信息定義。

第四部分是由ASCII碼構成的幫助文件（＊.doc），它包括指導用戶(hù)的詳細驅動(dòng)程序幫助。

2儀器驅動(dòng)程序的操作

對用戶(hù)來(lái)說(shuō)，驅動(dòng)程序完成一種或多種儀器功能，整個(gè)驅動(dòng)程序庫由多組程序有選擇地構成。在Labwin的編程環(huán)境中選取儀器菜單，再從菜單中選取一個(gè)設備。這時(shí)將從屏幕中彈出一個(gè)功能面板，功能面板顯示儀器的一些交互控制。函數調用自動(dòng)生成的功能也隨之加入整個(gè)應用程序。即使不提供功能面板，也能以手工方式進(jìn)行驅動(dòng)函數的調用?？偟貋?lái)說(shuō)，設備驅動(dòng)程序包括用以執行高級設備相關(guān)任務(wù)的功能函數。當用戶(hù)把功能函數包含到程序中后，即使不了解設備的編程協(xié)議，也可以控制一個(gè)儀器正常運轉。對它們的應用，可以在很大程度上減輕編程人員的負擔。它們可以在軟件開(kāi)發(fā)中形成模塊化，并大大提高軟件的易用性和可維護性。

3LabWindows/CVI開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序的優(yōu)勢

Labwin中設備的驅動(dòng)程序是比傳統概念中的驅動(dòng)程序更高一層的概念。他們免去了編程人員頻繁地同I/O端口打交道。它是放入用戶(hù)應用程序的一種高層的軟件功能。它不僅完全適用于目前各種標準的儀器設備，而且可對一大批老的儀器設備提供支持。

所有的Labwin應用的驅動(dòng)程序，傳遞時(shí)在可能的情況下都伴有源碼，并且很多都有完整的幫助文件。它們都是在Labwin的標準開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，用戶(hù)可以根據具體情況改造自己的程序，使它們更加強大并對自己的應用程序有更大的彈性。

開(kāi)發(fā)儀器驅動(dòng)程序包括外部接口模塊和內部設計模塊。

3.1外部接口模塊

外部接口模塊如圖1所示。

功能主體：設備驅動(dòng)的代碼部分

程序員交互接口：圖形化的編程助手，把交互控件狀態(tài)轉化為代碼

程序員編程接口：調用各種函數

子程序接口：調用其它軟件模塊

3.2內部設計模塊

內部設計模塊如圖2所示。

功能主體：設備驅動(dòng)的代碼部分。包括初始化（包括結構復位、自檢等）、設置函數（用一個(gè)軟件程序集來(lái)實(shí)現相應功能。各種設備都有特定的設置函數。）、動(dòng)作/狀態(tài)函數（動(dòng)作函數使儀器開(kāi)始和停止測試，狀態(tài)函數可獲得儀器操作當前和即將出現的狀態(tài)。）、數據函數（向儀器發(fā)送和接收數據）、終結函數（終結同儀器間的連接并釋放系統資源）、應用程序函數（高級面向測試和功能函數）。

4儀器驅動(dòng)程序的設計

4.1設計原則

在設計之前，必須進(jìn)行驅動(dòng)程序結構的設計，因為如果驅動(dòng)程序的結構比較明了，會(huì )使程序員設計應用程序時(shí)更有條理。

其次，一定要把設計的驅動(dòng)程序基于一個(gè)已設計好的核心驅動(dòng)程序（即Labwin自帶的驅動(dòng)程序庫）、或者是由一個(gè)核心驅動(dòng)程序演化出來(lái)的驅動(dòng)程序。

最后，以一個(gè)明確的步驟來(lái)編寫(xiě)你的儀器驅動(dòng)程序（將在后面介紹）。

4.2設計步驟

（1）命名這個(gè)驅動(dòng)程序。

（2）定義這個(gè)驅動(dòng)程序的功能和類(lèi)。

（3）建立一個(gè)驅動(dòng)程序的功能樹(shù)。在Labwin中的功能樹(shù)都以＊.fp模式存儲，并在引用時(shí)以層次化形式出現，并且在各分支功能上加幫助信息。

（4）對于程序中的每個(gè)函數：

——對于函數的參數定義包括變量類(lèi)型、變量范圍、錯誤代碼等相關(guān)信息；

——在功能面板上實(shí)現新功能的創(chuàng )建，包括對功能面板和其中各個(gè)控件的幫助信息；

——為執行功能函數寫(xiě)代碼；

——檢驗代碼執行效果。

（5）為最終的設備源程序創(chuàng )建包含文件，包括函數定義和常量聲明。

4.3兩個(gè)輔助工具介紹

（1）功能樹(shù)的編輯器

用圖3所示的是功能樹(shù)編輯器，可以靈活地添加和刪除各種函數，可從各個(gè)分支進(jìn)入具體的函數定義功能面板編輯器。

圖4所示的功能面板編輯器，可以控件的形式描述諸如函數參數、返回值、參考說(shuō)明等函數的相關(guān)信息。隨著(zhù)各種控件的加入，相應的源代碼也被實(shí)時(shí)地翻譯在面板下方的文本框中。

4.4自定義的數據類(lèi)型

控件的使用方法相當簡(jiǎn)單，只需補充常說(shuō)的可移植性問(wèn)題，這一點(diǎn)同數據的定義是分不開(kāi)的。Labwin對于驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)有自己專(zhuān)門(mén)的一套數據類(lèi)型，它們可以精確地定義參數的類(lèi)型和大小，而且它們具有很好的可移植性。各種定義如表1所示。

表1各種定義

4.5函數定義的方法驅動(dòng)程序函數調用的返回值也與眾不同，VISA/IO（Labwin中的虛擬設備接口）定義了一種非常有用的調用設備函數時(shí)使用的宏，如表2所示。