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1、基于NI-VISA与LabVIEW的USB接口应用设计上海交通大学余志荣杨莉言USB(UniversalSerialBus)接口是近年来应用在PC领域的新型接口技术。它基于单一的总线接口技术来满足多种应用领域的需求;它的即插即用、支持热插拔、易于扩展等特性极大地方便了用户的使用,已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。传统的开发USB应用系统的步骤是,先用windowsDDK(设备驱动程序开发包)或第三方开发工具(如DriverStLJdic))开发LJSB驱动程序,然后用VisualC++编写DLL(动态连接库),最后再调有DLL来开发应用程序。显然,这对windows编程不熟悉的人来
2、说有一定的难度,何况USB驱动程序的开发难度很大。本文介绍一种简单、快速开发USB接口应用系统的方法。它直接在LabVIEW环境下通过NI-VISA开发能驱动用户USB系统的应用程序,完全避开了以前开发USB驱动程序的复杂性,大大缩短了开发周期。1N1-VISA简介VISA(VirtualInstrumentSoftwareArchitecture,以下简称为"VISA")是美国国家仪器NI(National1nstrLlrnent)公司开发的一种用来与各种仪器总线进行通信的高级应用编程接口。VISA总线1/()软件是一个综合软件包,不受平台、总线和环境的限制,可用来对、GPIB、
3、串口、VXI、PXI和以太网系统进行配置、编程和调试。VISA是虚拟仪器系统I/O接口软件。基于自底向上结构模型的VISA创造了一个统一形式的I/O控制函数集。一方面,对初学者或是简单任务的设计者来说,VISA提供了简单易用的控制函,在应用形式上相当简单;另一方面,对复杂系统的组建者来说,VISA提供了非常强大的仪器控制功能与资源管理。2LabVIEW及其调用VISA的条件LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench)是NI公司开发的一种基于图形程序的编程语言。用户利用创建和调用子程序的方法编写程序,使创建的程序模块
4、化,而且程序编制简单、直观。一个LabVIEW程序分为3部分:前面板、框图程序和图标/接线端口。前面板用于模拟真实仪器的前面板;框图程序是利用图形语言对前面板上的控件对象(分为控制量和指示量两种)进行控制;图标/接线端口用于把LabVlEW程序定义成一个子程序,从而实现模块化编程。当进行USB通信时,VISA提供了两类函数供LabVIEW调用,USBINSTR设备与USBRAW设备。USBINSTR设备是符合USBTMC协议的USB设备,可以通过使用USBINSTR类函数控制,通信时无需配置NI-VISA;而USBRAW设备是指除了明确符合USBTMC规格的仪器之外的任何USB设备
5、,通信时要配置NI-VISA。配置NI-VISA的步骤用DriverDevelopmentwizard(驱动程序开发向导)创建INF文档;PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn安装INF文档,并安装使用INF文档的USB设备使用NI-VISAInteractiveControl(NI-VISA互动控制工具)对设备进行测试,以证实USB设备已正确安装,并获得USB设备的各属。详细过程可参考NI官方网站上免费提供的文档《使用NI-VISA控制USB设备》。与Nl-VISA相配合的LabVIEW模板中VI子节点ViOpen,打开并指定VI
6、SAresourcename的设备的连接。ViProperty,VISA设备的属性子节点,可以设置端点或传输方式。ViWrite,向VISAresourcename指定的设备写入数据。ViRead,从VISAresourcename指定的设备读出数据。ViClose,结束设备读写并关闭与指定设备的连接。(3)USBRAW设备读写的操作次序USBRAW设备的读写次序如图1所示。下面以一个USB接口的温度采集系统为例,说明基于NI-VISA驱动的USB接口应用系统的设计与实现。系统硬件结构系统以Philips公司的增强型80C51单片机为核心,如图2所示。这是一个多点温度采集系统,核心
7、器件是含有8KB非易失Flash程序存储器的P89C52,与标准80C51完全兼容。USB通信控制芯片采用Philips公司的PDIUSBDl2芯片(简称"D12")。它是一款较新型的专用USB通信控制芯片,符合通用串行总线USBl.1版规范,内部集成有串行接口引擎SIE、320字节FIFO存储器、收发PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn器和电压调节器。前端温度传感器采用Dallas公司生产的DSl8B20。它是一线
