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

1引言

在BC3192測(cè)試程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，最復(fù)雜的是儀器驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)。同VXI總線間進(jìn)行的每一步聯(lián)系和操作，都少不了儀器驅(qū)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(qū)動(dòng)程序。這主要是因?yàn)長(zhǎng)abwin具有一部分通用的儀器設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫(kù)。有了它們，用戶(hù)可以比較容易地開(kāi)發(fā)出幾個(gè)系列的總線兼容設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。如RS232儀器驅(qū)動(dòng)系列、GPIB儀器驅(qū)動(dòng)系列、VXI總線系列驅(qū)動(dòng)程序，還有一些典型的特定驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)例，如Fluke45Digital Multimeter(VISAI/O)（Fluke45數(shù)字型萬(wàn)用表）、HewlettPackard34401AMultimeter(VISA)（惠普34401A型萬(wàn)用表）等。

一個(gè)典型的驅(qū)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(shù)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(shè)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(gòu)成的幫助文件（＊.doc），它包括指導(dǎo)用戶(hù)的詳細(xì)驅(qū)動(dòng)程序幫助。

2儀器驅(qū)動(dòng)程序的操作

對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，驅(qū)動(dòng)程序完成一種或多種儀器功能，整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)由多組程序有選擇地構(gòu)成。在Labwin的編程環(huán)境中選取儀器菜單，再?gòu)牟藛沃羞x取一個(gè)設(shè)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(shù)調(diào)用自動(dòng)生成的功能也隨之加入整個(gè)應(yīng)用程序。即使不提供功能面板，也能以手工方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)函數(shù)的調(diào)用?？偟貋?lái)說(shuō)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序包括用以執(zhí)行高級(jí)設(shè)備相關(guān)任務(wù)的功能函數(shù)。當(dāng)用戶(hù)把功能函數(shù)包含到程序中后，即使不了解設(shè)備的編程協(xié)議，也可以控制一個(gè)儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)它們的應(yīng)用，可以在很大程度上減輕編程人員的負(fù)擔(dān)。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(hù)性。

3LabWindows/CVI開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序的優(yōu)勢(shì)

Labwin中設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序是比傳統(tǒng)概念中的驅(qū)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的儀器設(shè)備，而且可對(duì)一大批老的儀器設(shè)備提供支持。

所有的Labwin應(yīng)用的驅(qū)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(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，用戶(hù)可以根據(jù)具體情況改造自己的程序，使它們更加強(qiáng)大并對(duì)自己的應(yīng)用程序有更大的彈性。

開(kāi)發(fā)儀器驅(qū)動(dòng)程序包括外部接口模塊和內(nèi)部設(shè)計(jì)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(shè)備驅(qū)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(zhuǎn)化為代碼

程序員編程接口：調(diào)用各種函數(shù)

子程序接口：調(diào)用其它軟件模塊

3.2內(nèi)部設(shè)計(jì)模塊

內(nèi)部設(shè)計(jì)模塊如圖2所示。

功能主體：設(shè)備驅(qū)動(dòng)的代碼部分。包括初始化（包括結(jié)構(gòu)復(fù)位、自檢等）、設(shè)置函數(shù)（用一個(gè)軟件程序集來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。各種設(shè)備都有特定的設(shè)置函數(shù)。）、動(dòng)作/狀態(tài)函數(shù)（動(dòng)作函數(shù)使儀器開(kāi)始和停止測(cè)試，狀態(tài)函數(shù)可獲得儀器操作當(dāng)前和即將出現(xiàn)的狀態(tài)。）、數(shù)據(jù)函數(shù)（向儀器發(fā)送和接收數(shù)據(jù)）、終結(jié)函數(shù)（終結(jié)同儀器間的連接并釋放系統(tǒng)資源）、應(yīng)用程序函數(shù)（高級(jí)面向測(cè)試和功能函數(shù)）。

4儀器驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)

4.1設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)之前，必須進(jìn)行驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因?yàn)槿绻?qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)比較明了，會(huì)使程序員設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)更有條理。

其次，一定要把設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)程序基于一個(gè)已設(shè)計(jì)好的核心驅(qū)動(dòng)程序（即Labwin自帶的驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)）、或者是由一個(gè)核心驅(qū)動(dòng)程序演化出來(lái)的驅(qū)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(qū)動(dòng)程序（將在后面介紹）。

4.2設(shè)計(jì)步驟

（1）命名這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。

（2）定義這個(gè)驅(qū)動(dòng)程序的功能和類(lèi)。

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

（4）對(duì)于程序中的每個(gè)函數(shù)：

——對(duì)于函數(shù)的參數(shù)定義包括變量類(lèi)型、變量范圍、錯(cuò)誤代碼等相關(guān)信息；

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

——為執(zhí)行功能函數(shù)寫(xiě)代碼；

——檢驗(yàn)代碼執(zhí)行效果。

（5）為最終的設(shè)備源程序創(chuàng)建包含文件，包括函數(shù)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(shù)，可從各個(gè)分支進(jìn)入具體的函數(shù)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(shù)參數(shù)、返回值、參考說(shuō)明等函數(shù)的相關(guān)信息。隨著各種控件的加入，相應(yīng)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(shù)據(jù)類(lèi)型

控件的使用方法相當(dāng)簡(jiǎn)單，只需補(bǔ)充常說(shuō)的可移植性問(wèn)題，這一點(diǎn)同數(shù)據(jù)的定義是分不開(kāi)的。Labwin對(duì)于驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)有自己專(zhuān)門(mén)的一套數(shù)據(jù)類(lèi)型，它們可以精確地定義參數(shù)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(shù)定義的方法驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)調(diào)用的返回值也與眾不同，VISA/IO（Labwin中的虛擬設(shè)備接口）定義了一種非常有用的調(diào)用設(shè)備函數(shù)時(shí)使用的宏，如表2所示。