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1、第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 第5InstrumentIO子模板与IO接口设备的软件驱动 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.1概概述述计算机的发展不仅给人们的生活、工作带来了很多方便，同时也带动了别的行
2、业的发展，测量领域也不例外。在测量领域，计算机已经成为测量系统的核心，彻底改变了传统的测量模式。测量系统已经从松散结合的、常常不兼容的、独立的仪器发展成紧密结合的测量系统。回顾测量领域的每一次飞跃，都和计算机的发展有关。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 通用仪器总线GPIB于1978年问世，实现了计算机与测量系统的首次结合。它标志着测量仪器从独立的手工操作单台仪器走向程控多台仪器的自动测试系统，是虚拟仪器技术发展的第一阶段。虚拟仪器技术沿着两条主线发展：GPIBVXIPXI；PCI标准串口
3、IEEE1394通用高速串行总线。1987年GPIB仪器总线与VME微机总线结合，诞生了VXI标准仪器总线。发展至今，由于总线类型的不同，形成了目前虚拟仪器的五种构成方式。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 因此，软、硬件体系结构各不相同的总线仪器如何兼容成为一个突出的问题。所以，仪器标准化程度也在不断的推行与增强，在1993年成立了VXI即插即用系统联盟(VXIPlug&Play，简称VPP)之后，1998年美国一些仪器厂家又成立了可互换虚拟仪器(IVI)基金会，提出了以计算机系统中即插即
4、用为基础的可互换虚拟仪器思想。推行标准化以期实现不同厂商生产的产品或不同体系结构(如GPIB、VXI、标准串口、PCI、CompactPCI/PXI等)产品相互兼容，在相互取代时不必重新编写驱动程序，这就带来了VISA技术的发展。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 在第4章已介绍了采用PCI计算机总线的PCDAQ/PCI插卡式虚拟仪器系统及PXI虚拟仪器系统I/O接口设备的软件驱动方法，本章重点介绍GPIB、VXI、标准串口总线虚拟仪器系统I/O接口设备的软件驱动方法。LabVIEW在Ins
5、trumentI/O子模板上提供了多种图标可对NI公司生产的GPIB、VXI、标准串口I/O仪器设备进行驱动。对于非NI公司生产的上述I/O接口仪器设备，可用InstrumentI/O子模板上提供的VISA图标来进行驱动。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.2GPIB总线简述计算机技术和大规模集成电路技术的发展，促进了数字化仪器、智能化仪器的快速发展。与此同时，工程上也越来越希望将常用仪器设备与计算机连接起来组成一个由计算机控制的智能系统。目前工程中用到的仪器设备种类繁多，功能各异，独立
6、性强，一个系统往往需要多台不同类型的仪器协同工作，而一般串、并口难以满足要求。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 为此，人们从20世纪60年代就开始着手研究能够将一系列仪器设备和计算机连成整体的接口系统。GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)正是这样的接口，它作为桥梁，把各种可编程仪器与计算机紧密地联系起来，从此电子测量由独立的、传统的单台仪器向组成大规模自动测试系统的方向发展。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板
7、与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 GPIB的硬件规范和软件协议先后被纳入两个国际工业标准：ANSI/IEEE488.1和ANSI/IEEE488.2。今天，几百家厂商的数以万计的仪器都配置了遵循IEEE488的GPIB总线接口，应用遍及科学研究、工程开发、医药卫生、自动测试设备、射频、微波等各个领域。通过GPIB接口，可以将若干台基本仪器和计算机仪器搭成积木式的测试系统，在计算机的控制下完成复杂的测量。GPIB仪器系统的构成是迈向“虚拟仪器”的第一步，即利用计算机增强和扩展传统仪器的功能，组织大型柔性自动测试系统，技术易于升级，维护方便，仪器功能和面板自定义，开发和使用容易。
8、第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.2.1GPIB总线接口系统的特点总线接口系统的特点典型的GPIB测量系统由PC机、GPIB接口卡和若干台(最多14台)GPIB仪器通过标准GPIB电缆连接而成。该系统具有以下四个显著特点：GPIB接口编程方便，减轻了软件设计负担，可使用高级语言编程。提高了仪器设备的性能指标。利用计算机对带有GPIB接口的仪器实现操作和控制，可实现系统的自校准、自诊断等要求，从而提高了测量精度。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子
9、模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 便于将多台带有GPIB接口的仪器组合起来，形成较大的自动测试系统，高效灵活地完成各种不同的测试任务，而且组建和拆散灵活，使用方便。便于扩展传统仪器的功能。由于仪器与计算机相连，因此可在计算机的控制下对测试数据进行更加灵活、方便的传输、处理、综合、利用和显示，使原来仪器采用硬件逻辑很难解决或无法解决的问题迎刃而解。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.2.2GPIB总线结构总线结构GPIB总线是一个数字化24脚(扁型接口插座)并
10、行总线。其中16根线为TTL电平信号传输线，包括八根双向数据线、五根接口管理线、三根数据传输控制线；另八根为地线和屏蔽线。GPIB使用八位并行、字节串行、异步通信方式，所有字节通过总线顺序传送。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 1八根双向数据线(DI01DI08)双向数据线用来传递系统内的多线消息,如控制者发送的通令、专令、地址和向被控设备发送的程控指令，设备间发送和接收的数据及向控制者报告自己运行情况的状态数据等，是系统的命令、状态信息通道。第第5 5章章 Instrument I/O
11、Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 2三根数据传输控制线(DataByteTransferControl)由于各设备的工作速度可能相差悬殊，为保证多线消息能双向、异步、准确可靠地传递，GPIB系统中配备了三根数据字节传递控制母线，在我国叫三线挂钩控制传送，又简称为挂钩母线，用于控制数据字节的传送。三根数据传输控制线的具体含义如下：第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 DAV(DataValid)：数据有效信号线。当DAV=1(低电平)时
12、表示数据有效。NRFD(NotReadyforData)：未准备好接收数据信号线。当NRFD=1时表示未准备好接收数据；只有各接收设备均准备好接收数据，NRFD才会为零(高电平)。NDAC(NotDataAccepted)：不(未)接收数据信号线。当NDAC=1时表示不接收数据或数据未接收；只有各接收设备都收到了数据时，NDAC才会为零(高电平)。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 3.五根接口管理线(GeneralInterfaceManagement)接口管理母线，简称管理母线，共有五条
13、，其具体含义如下：ATN(Attention)：注意。SRQ(ServiceRequest)：服务请求。EOI(EndorIdentify)：结束或识别。REN(RemoteEnable)：远控使能。IFC(InterfaceClear)：接口清除。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 它们专用于管理接口本身的工作，每条线都有自己的特殊用途。例如，SRQ线是系统中各设备向控制者请求服务用的，任何装有服务请求功能的设备都可以使这条线的电平变低，即请求控制者中断当前的工作来为它服务。第第5 5章章
14、 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.2.3GPIB总线虚拟仪器测试系统总线虚拟仪器测试系统I/O接口设备的组成接口设备的组成GPIB总线虚拟仪器测试系统I/O接口设备由GPIB接口卡和具有GPIB接口的仪器组成。其中GPIB接口卡完成GPIB总线和PCI总线的连接。GPIB接口仪器是一个独立的仪器，它既可以构成一个GPIB总线虚拟仪器测试系统，也可以作为独立的单台仪器使用。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的
15、软件驱动 5.2.4GPIB子模板简介子模板简介1调用路径FunctionsInstrumentI/OGPIBGPIB子模板如图51所示。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图51GPIB子模板第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.2.5GPIB总线
16、系统软件设计对GPIB总线的控制有许多命令，但是对于初学者以及工程设计人员来说，没有必要详细地学习这些命令。1配置通道及仪器地址调用GPIBInitialization.vi图标配置通道及仪器地址。1)调用路径FunctionsInstrumentI/OGPIBGPIBInitialization.vi执行上述操作后，出现GPIBInitialization.vi图标及其端口图，如图52(a)、(b)所示。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 (a)(b)图52GPIBInitializati
17、on.vi图标及其端口图(a)GPIBInitialization.vi图标；(b)(b)GPIBInitialization.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 2)输入端口及参数设置addressstring：GPIB设备的地址号。requirere-addressing：如果该项为真，则GPIB仪器在每次读写完毕后，都要重新发地址号；如果为假，则在每次读写完毕后，仍保留地址号。systemcontroller：如果该项为真，则它起着系统控制器的作用。assertRENw
18、ithIFC：如果该项为真，并且控制器是系统控制器时，则GPIB设备发送一个远程控制信号。errorin：输入端错误代码。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 3)输出端口及参数设置errorout：输出端错误代码。2对GPIB仪器进行读/写操作对GPIB仪器进行了设置后，对其进行读写操作，需调用GPIBRead.vi图标或GPIBWrite.vi图标。1)GPIBRead.vi图标的调用执行FunctionsInstrumentI/OGPIBGPIBRead.vi操作。其图标及其端口图如图5
19、3(a)、(b)所示。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图53GPIBRead.vi图标及其端口图(a)GPIBRead.vi图标；(b)GPIBRead.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 2)对GPIB的写操作对GPIB进行写操作，需调用GPIBWrite.vi图标。GPIBWrite.vi图标的调用路径：FunctionsInstrumentI/OGPIBGPIBW
20、rite.vi执行上述操作后，GPIBWrite.vi图标及其端口如图54(a)、(b)所示。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图54GPIBWrite.vi图标及其端口图(a)GPIBWrite.vi图标；(b)GPIBWrite.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3VXI总线简述VXI是一种高速计算机总线VME(VMEbusExtensionforInstrum
21、entation)总线在仪器领域的扩展，是公认的21世纪仪器总线系统和自动测试系统的优秀平台。由于它的标准开放，结构紧凑，具有数据吞吐能力强，定时和同步精确，模块可重复利用等优点，因此在近10年时间内VXI规范不断完善和发展，并迅速在仪器测量和工业控制等领域得到应用，表现出很强的发展潜力。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 1993年由多家公司组成VPP系统联盟，致力于来自各厂商的VXI模块的规范化以来，由于以VXI总线为平台的虚拟仪器软件和硬件都具有开放性、模块化、可重复使用以及互换性等特
22、点，VXI系统的发展更为迅速，被国内外专家誉为“跨世纪的仪器总线”、“划时代的技术成果”，并被认为是电子仪器和自动测试领域的“第三次革命”。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 今天，VXI系统已经在世界范围内得到越来越广泛的应用。我国也积极跟踪和消化这一先进技术，已在航空航天测控、军事科研和标准计量等项目中成功地建立了VXI系统，通信、飞机制造、工业自动化等测控领域的VXI仪器应用方兴未艾，并有迅速普及应用的势头。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模
23、板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3.1VXI总线接口系统的特点总线接口系统的特点VXI总线系统具有标准化、通用化、系列化、模块化的显著优点，它集测量、计算、通信功能于一体，是国际上20世纪90年代的一项高新科技。它不仅继承了GPIB智能仪器和VME总线的特点，还具有高速、模块化、易于使用等优势。VXI的具体特点如下：VXI是国际上最早推出的开放式总线仪器系统。VXI的标准统一，易于同其它总线兼容，系统组建灵活方便。用户购买VXI总线产品之后，在组建系统时能真正做到“即插即用”(Plug&Play)，立竿见影。VXI的人机界面良好，接近于“傻瓜”照相机的灵活程度
24、。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 VXI总线仪器系统由传统的“多机箱堆放式”发展成“单机箱多模块式”。VXI具有安装密度高、体积小、重量轻、易于携带等优点。因其外形尺寸小，故可提高被测信号的保真度，能减小仪器与被测装置的引线长度，降低系统噪声和改善屏蔽效果。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 采用模块化的严密设计与工艺保证。VXI采用了优良性能的机箱，机箱提供多种规格的高质量电源，具有
25、良好的电磁兼容和强抗干扰能力的屏蔽条件，还具有良好通风散热条件的冷却系统，系统还提供有效的自检与自诊断，从而保证了很高的可靠性和良好的可维修性，大大延长了使用寿命。其平均无故障间隔时间一般可达10万小时，最高可达70万小时(折合80年使用期)。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 资源利用率高，很容易实现系统集成，大大缩短研制周期。VXI能实现系统资源共享，系统易于升级和扩展，易于根据各种现场的需要方便快速地更换模块，重新组合系统。因此，即使若干年后老机型被淘汰，其主体部分(如计算机、VXI机
26、箱、VXI模块等)还可用于新机型，资源的重复使用率高达76%86%，能将设备的成本及投资风险降至最低。VXI总线仪器模块采用背板总线结构，背板总线具有时钟定时、同步与触发等功能，因此数据传输速率快(40Mb/s)，吞吐量大，是目前传输速率最快的总线系统。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3.2VXI总线系统的结构和控制器结构5.3.2.1VXI总线结构总线结构VXI总线系统可简化为资源管理器和组态寄存器两种结构。资源管理器用于完成下述软件功能：识别所有的仪器，对管理器进行自检，分配存储
27、器，分配中断线，分配通信等。资源管理器可管理0255共计256个VXI总线仪器。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 组态寄存器用于存储仪器模块的各种信息。每个VXI总线仪器都包含以下信息：仪器型号及装置类型，通信能力，状态信息，存储器的需求。VXI总线的通信又分两种类型：消息基，寄存器基。前者是通过VXI总线传送命令，支持高级的标准VXI总线通信协议，例如字串协议；后者是由寄存器简单的读写来控制仪器硬件的操作，它不支持高级通信协议，仅支持VXI总线的配置寄存器，因此不能通用。第第5 5章章
28、Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3.2.2控制器结构控制器结构常用的控制器有以下几种：IEEE488控制器。它可以接几个主机箱，亦可同时接IEEE488仪器。其特点是具有最普通的仪器界面，容易将VXI总线仪器与IEEE488仪器混合使用。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 嵌入式(亦称内置式)VXI总线控制器。它能直接放入主机箱中，并具有一台通用计算机(486或586微机)的全部功能。其主要特点是
29、外形尺寸小，能直接控制VXI总线及12个标准模块，传输速率达40Mb/s，速度最快。MXI控制器。其价格与IEEE488控制器相当，传输速率可达2033Mb/s。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3.3VXI总线虚拟仪器测试系统总线虚拟仪器测试系统I/O接口设备的组成接口设备的组成组成一个VXI总线测试系统，有两种方案：外挂式和嵌入式。5.3.3.1外挂式方案外挂式方案在这种方案下，外部计算机与VXI零槽之间可通过MXI总线、GPIB总线或IEEE1394连接。第第5 5章章 Inst
30、rument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 1.GPIB接口卡控制方案GPIB控制方案的组件包括插于通用计算机的GPIB接口卡，位于VXI零槽的GPIBVXI模块，GPIB仪器或VXI仪器模块，连接PCIGPIB模块和GPIBVXI模块的GPIB电缆，以及GPIB接口驱动程序。系统构成如图55所示。该控制方案的优点在于用户可利用熟悉的GPIB技术如同控制一台GPIB仪器一样控制VXI系统，缺点是由于GPIB总线的数据传输速率远远低于VXI总线，形成整个系统的数据交互瓶颈。第第5 5章章 Instrument I/O Ins
31、trument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图55GPIB接口卡控制方案第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 2.MXI总线控制方案MXI(Multisystem Extension Interface)总线是由NI提出的一种多系统扩展总线，可实现多个机箱之间的32位数据交换。其连接在功能上等效于嵌入式控制器，并直接映射VXI内存空间，因此在提高数据吞吐率方面具有明显优势。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模
32、板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 该控制方案的组件包括插于计算机的PCIMXI2接口卡，位于VXI零槽的VXIMXI2模块和VXI仪器模块，连接PCIMXI2和VXIMXI2的MXI2电缆以及VXIVISA驱动程序。由于这种结构灵活性强，便于升级控制平台和多机箱扩展，价格适中，因此被越来越多的用户所采纳。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 3IEEE1394总线控制方案IEEE1394总线控制方案是通过IEEE1394高速串行总线将基于PCI总线的计算机与VXIB
33、us用VXI1394套件连接起来。其连接在功能上等效于嵌入式控制器，并直接映射VXI内存空间，因此在提高数据吞吐率方面具有明显优势。其数据传输速率提高到7Mb/s。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3.3.2嵌入式计算机控制方案嵌入式计算机控制方案嵌入式计算机控制方案一般包括一个零槽控制器和VXI仪器模块，即把VXI仪器模块直接插入VXI机箱中。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 1
34、零槽与资源管理器VXI零槽控制器是插入VXI机箱最左边的插槽(即零槽)，并与背板总线直接相连的嵌入式计算机，用来控制整个VXI系统。VXI资源管理器(ResourceManager)实际上是一个软件模块，它可以装在VXI零槽控制器或者外部计算机上。VXI资源管理器与零槽控制器一起进行系统中每个模块的识别、逻辑地址的分配、内存配置，并用字符串协议建立命令者/从者之间的层次体制。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 这种方案的系统物理尺寸最小，并因控制计算机直接与背板最小相连而获得最高的系统性能。
35、直接对VXI的访问意味着计算机可直接读写消息基和寄存器基仪器，消除了GPIBVXI接口翻译对速度的影响。数据在仪器之间以二进制的形式并行、高速传输，主控计算机就像传统的智能仪器内部的微处理器一样工作，因而获得了最高的系统性能。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 2主机箱VXI机箱分A尺寸(3.9英寸6.3英寸)、B尺寸(9.2英寸6.3英寸)、C尺寸(9.2英寸13.4英寸)和D尺寸(14.4英寸13.4英寸)四种。VXI的电气结构是在零槽控制器的控制下，各仪器模块可通过高速通信通道联络，同
36、步工作，仪器之间经局部总线进行数据交换。机箱分5槽、13槽等多种规格。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 比较GPIB、MXI、IEEE1394和嵌入式这几种VXI控制方案，GPIB控制方式适用于对总线控制的实时性要求不高，并需在系统中集成较多的GPIB仪器的场合；嵌入式控制方案由于在系统的紧凑性、数据吞吐率和电磁兼容方面具有优势，因而在性能要求较高和投资额较大的场合倍受青睐；MXI控制方式具有较高的性能价格比，便于系统扩展和升级，适合于在各种实验室中建立系统；近年来，IEEE1394控制方
37、式以其较高的性能价格比在VXI控制方案中迅速普及。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3.4VXI子模板简介子模板简介1.调用路径FunctionsInstrumentI/OVXIVXI子模板如图56所示。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图56VXI子模板第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备
38、的软件驱动 第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.3.5VXI总线系统软件设计对NI公司生产的VXI产品，可调用上述的VXI图标。1对VXI系统进行初始化对VXI系统进行初始化，需调用InitVXILibrary.
39、vi图标。InitVXILibrary.vi图标及其端口图如图57(a)、(b)所示。InitVXILibrary.vi图标的调用路径：FunctionsInstrumentI/OVXIInitVXILibrary.vi第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图57InitVXILibrary.vi图标及其端口图(a)InitVXILibrary.vi图标；(b)InitVXILibrary.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板
40、与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 2对VXI设备进行写操作对VXI设备进行写操作，需调用WSwrt.vi图标。WSwrt.vi图标及其端口图如图58(a)、(b)所示。WSwrt.vi图标的调用路径：FunctionsInstrumentI/OVXIWSwrt.vi第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图58WSwrt.vi图标及其端口图(a)WSwrt.vi图标；(b)WSwrt.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模
41、板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 3对VXI设备进行读操作对VXI进行读操作，需调用WSrd.vi图标。WSrd.vi图标及其端口图如图59(a)、(b)所示。WSrd.vi图标的调用路径：FunctionsInstrumentI/OVXIWSrd.vi第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图59WSrd.vi图标及其端口图(a)WSrd.vi图标；(b)WSrd.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模
42、板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.4串口(RS232/485)简述5.4.1Serial串口子模板简介串口子模板简介1调用路径FunctionsInstrumentI/OSerialSerial子模板如图510所示。2.Serial子模板简介该子模板上的图标主要完成对串口的设置及读写操作。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图51
43、0Serial子模板第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.4.2Serial总线虚拟仪器测试系统总线虚拟仪器测试系统I/O接口设备的接口设备的组成组成由串口总线组成虚拟仪器测试系统，其I/O接口设备就是带有RS232/485接口的测试仪器，通常可以直接和计算机上的串口相连。如果计算机的串口已被其它资源占用，则需要在计算机的PCI或ISA槽中插入一块串口卡。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱
44、动 5.4.3Serial总线系统软件设计总线系统软件设计若采用LabVIEW软件，对串口的操作只需要以下几步。1串口初始化串口初始化需调用SerialPortInit.vi图标。SerialPortInit.vi图标及其端口图如图511(a)、(b)所示。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图511SerialPortInit.vi图标及其端口图(a)SerialPortInit.vi图标；(b)SerialPortInit.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O I
45、nstrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 1)输入端口参数设置portnumber：设置串口号。baudrate：设置波特率。databits：设置数据位。stopbits：设置停止位。可以是1位、2位、1.5位。parity：奇偶校验位。可以设置为奇校验、偶校验或无校验。flowcontroletc：设置各种握手信号。2)输出端口参数errorcode：显示错误代码。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 2对串口进行读操作对串口进行读操作，需
46、调用SerialPortRead.vi图标。SerialPortRead.vi图标及其端口图如图512(a)、(b)所示。1)输入端口参数设置portnumber：设置串口号。requestedbytecount：设置读取字符数。2)输出端口参数stringread：从串口读到的字符。errorcode：显示错误代码。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图512SerialPortRead.vi图标及其端口图(a)SerialPortRead.vi图标；(b)SerialPortRead.v
47、i图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 3对串口进行写操作对串口进行写操作，需调用SerialPortWrite.vi图标。SerialPortWrite.vi图标及其端口图如图513(a)、(b)所示。输入端口设置：portnumber：设置串口号。stringtowrite：写入串口缓冲区的字符。errorcode：显示错误代码。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图513S
48、erialPortWrite.vi图标及其端口图(a)SerialPortWrite.vi图标；(b)SerialPortWrite.vi图标与其端口第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 5.5VISA简述5.5.1VISA的由来的由来在以往的虚拟仪器开发过程中，I/O接口设备(或称仪器I/O，通常是带有不同总线接口的仪器、仪器模块或数据采集卡)驱动控制软件的开发没有制订统一的规范，仪器厂商按照各自的标准开发I/O接口设备驱动控制软件出售给用户。第第5 5章章 Instrument I/O I
49、nstrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 由于没有统一的规范约束，只能专用而没有通用性，因此不同类型的或不同厂家生产的I/O接口设备都必须专门来设计它的驱动程序。由于这种不可互换性，因而造成用户在集成、使用和维护虚拟仪器系统时重复投入了大量的资金。为了推动虚拟仪器软件标准化的进程，VXIPlug&Play联盟于1996年完成了对VISA规范的开发工作，并将各个函数的原型以标准的形式发布。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 API(Applic
50、ationProgramInterface)是应用软件开发接口，实质是一组函数集，通过它可以直接访问计算机的硬件设备。VISA是用于虚拟仪器系统的标准的API。VISA本身不具备编程能力，它是一个高层API，通过调用底层驱动程序来实现对仪器的编程。其层次如图514所示。第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图514VISA内部机制第第5 5章章 Instrument I/O Instrument I/O子模板与子模板与I/OI/O接口设备的软件驱动接口设备的软件驱动 图515虚拟仪器的软件体系