在matlab环境下实现对硬件资源的访问

《在matlab环境下实现对硬件资源的访问》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、在MATLAB环境下实现对硬件资源的访问

2、第1内容显示中摘要：在ＭＡＴＬＡＢ环境下对硬件资源如Ｉ／Ｏ端口或存储单元进行访问的方法进行讨论，通过ＭＥＸ程序的设计，ＭＡＴＬＡＢ可以访问硬件资源，与硬件进行数据交换，也可以在外部程序中调用ＭＡＴＬＡＢ的函数。在ＭＥＸ程序中需要将ＭＡＴＬＡＢ下的数据格式进行转换为Ｃ语言可以处理的数据类型。最后，结合应用实例说明ＭＥＸ程序的设计。ＭＡＴＬＡＢ语言是一种高性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境。尽管ＭＡＴＬＡＢ本身的编

3、程和数据处理的环境是完整的和自成体系的，可经常在这种环境下，仍有必要与外部的程序和数据进行通讯和数据交换，如需要控制数据采集板的硬件，读取采集后存于数据缓存区的数据等；为此它提供了应用程序接口（ＡＰＩ）函数来支持这样的操作，这样可以利用该函数来访问硬件资源。ＭＡＴＬＡＢ环境提供了ＭＥＸ－文件，利用该文件可以调用用户自己的Ｃ语言或ＦＯＲＴＲＡＮ语言程序，就像调用内部函数一样方便，这些程序是ＭＡＴＬＡＢ编译器自身可以加载和运行的动态连接子程序库。本文主要就如何利用ＭＥＸ文件实现在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下对数据采集硬件资源的控制和访问。１Ｗ

4、ｉｎｄｏｗｓ环境下对硬件资源的访问我们有时可能需要在ＭＡＴＬＡＢ下直接操作Ｉ／Ｏ端口，或者自己设计了专用的数据采集硬件设备并在ＭＡＴＬＡＢ下使用，希望能够访问这些硬件资源。由于ＭＡＴＬＡＢ是在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下运行，要在它的环境下实现对硬件资源（如Ｉ／Ｏ端口或存储单元）的访问，就有必要了解Ｗｉｎｄｏｗｓ下对硬件进行操作的原理。在Ｗｉｎｄｏｗｓ中，操作系统对Ｉ／Ｏ端口进行保护，它将检查是否允许当前程序对这个端口进行操作，如果允许，操作系统就代为执行Ｉ／Ｏ指令；否则，操作系统就会采取相应处理步骤，要么中止该程序，要么向用户报警。在Ｗ

5、ｉｎｄｏｗｓ中，真正的核心是ＶＭＭ（虚拟机管理器）和ＶｘＤ（虚拟设备驱动程序），它们工作在特权级０上，控制着整个系统的运转。正是ＶＭＭ和ＶｘＤ一起负责管理Ｉ／Ｏ端口操作。系统正常运转后，如果应用程序执行了１条Ｉ／Ｏ指令，ＶＭＭ接收到这个消息后，它将调用曾申请截获该端口的ＶｘＤ提供的处理函数。此时ＶｘＤ可能会根据程序的需要选择采取以下四种动作之一：忽略这条Ｉ／Ｏ指令；仿真执行Ｉ／Ｏ指令；局部解除对该端口截获；代替应用程序执行Ｉ／Ｏ指令。如果Ｉ／Ｏ端口被保护，则应用程序需要利用ＶｘＤ程序进行访问，否则应用程序可以直接进行访问。系统初始

6、化完毕后，没有ＶｘＤｓ申请要截获的Ｉ／Ｏ端口对应用程序来说就是可直接使用Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ指令进行访问。对内存单元的访问要复杂一些，一般情况下硬件使用的是物理地址如Ｄ８００：０。而在Ｗｉｎｄｏｗｓ中，内存采用平板模式，利用分页式的内寸管理方案，即内存段起始地址为０，而偏移地址是线性地址，这样要访问实际的物理地址，就要先将物理地址变换为线性地址，而后利用指针对线性地址进行操作，就如同对其它内存单元进行操作一样。在Ｗｉｎｄｏｗｓ中，可以调用ＳＤＫ中的ＭａｐＰｈｙｓＴｏＬｉｎｅａｒ服务函数将物理地址转换为线性地址，也可以利用现有的

7、ＶｘＤ程序进行转换，如使用ＶｔｏｏｌｓＤ公司的ＭＡＰＤＥＶ．ＶＸＤ。２ＭＡＴＬＡＢ环境下ＭＥＸ程序的设计ＭＥＸ程序提供了ＭＡＴＬＡＢ和外部应用程序（如Ｃ语言程序）的接口，它自身包含两部分代码：（１）执行外部程序中的计算和输入／输出命令的程序代码；（２）通过入口函数ｍｅｘＦｕｎｃｔｉｏｎ及其参数ｐｒｈｓ，ｎｒｈｓ，ｐｌｈｓｎｌｈｓ将ＭＡＴＬＡＢ环境下的变量和数据与应用程序进行接口，这部分程序称为关口程序。当ＭＡＴＬＡＢ要执行子程序调用时，常用以下命令格式：[ａ,ｂ,ｃ……]＝ｆｕｎｃ(ｄ,ｅ,ｆ……)其中，ａ，ｂ，ｃ为左端变量，表示

8、函数调用后要返回的参数值，而ｄ，ｅ，ｆ等为右边变量，表示调用函数时要送往函数的参数值。在ＭＥＸ程序中关口函数总是为ｍｅｘＦｕｎｃｔｉｏｎ，其变量和格式为:ｖｏｉｄｍｅｘＦｕｎｃｔｉｏｎ(ｉｎｔｎｌｈｓ,ｍｘＡｒｒａｙ*ｐｌｈｓ[],Ｉｎｔｎｒｈｓ,ＣｏｎｓｔｍｘＡｒｒａｙ*ｐｌｈｓ[])其中ｎｒｈｓ,ｎｌｈｓ分别表示输入／输出（右端／左端）参数数目;*ｐｌｈｓ[],*ｐｒｈｓ[]分别表示指向左端输出／右端输入变量的指针，这两个变量具有ＭＡＴＬＡＢ特有的数据结构ｍｘＡｒｒａｙ形式。在ＭＥＸ程序中，也可以调用ＭＡＴＬＡＢ函数或用户自

9、定义的函数。调用的指令为ｍｘＣａｌｌＭＡＴＬＡＢ(ｐｌｈｓ,*ｐｌｈｓ[]),ｎｒｈｓ,*ｐｒｈｓ[],ｃｈａｒ*ｃｏｍｍａｎｄ－ｎａｍｅ)，其中ｐｌｈｓ,*ｐｌｈｓ,ｎｒｈｓ,*ｐｒｈｓ等参数意义和前述参数意义相同，而*ｃｏｍｍａｎｄ－ｎａｍ