（信号与信息处理专业论文）labview环境下智能测试系统的开发.pdf

l a b vie w 环境下蟹畿测试系统的拜发 攘要 本谡题主臻磊开究基子l a b v i e w 晌并行接口数据采集系统的设计。论述了该 系统硬转电籍的缝藏鼹理，详蹋奔终了并行接嚣瓣释粪，先天悫纛存糖器爹疆0 及c p l d 於缝成及王作爨理，势给波了c p l d 的仿真波形强。同时，套绥了驭 l a b v i e w 为开发平寄的虚拟仪器技术，并恕虚拟仪器技术的愚想帮设计方法应 崩子本课题，将硬件咆路与l a b v i e w 软件棚结含，使系统能够对采嶷的数撰进 行处理。本谦题的硬 孛毫籍及较件懿设诗熬霹蒜扩充，姨谢完或更熹缀信号鹃 分析和处理。 关键诿；l a b v i e w ，数攒采集，并行接口，f i f o ，c p l d ，纛越仪器按术 引言 谤算瓿技术和大麓壤集戏迄爨技零熬发鼹，挺进了数字纯仪器帮餐纯仪器懿俊速发 展。传统的测量仪器，由于功能单一，结构封闭，完成菜一测墩任务时，往往需要采用不同 鹃测量分辑仪器；还有一些祷豫的信号，如谐波等，一般仅器鼹难馥灞瀣魏。囊魏可觅，传 统的测控仪器已越来越满足不了用户的要求。现代测控仪器要求不仅仅能单独测量到某个量， 而且希鼙它们之间能互相通信，实现资源共享，从而完成对所测量的各个量的综合分析和处 理。 自2 0 世纪8 0 年代以来，在计算机技术的推动下，以虚拟仪器为标志的通用化、智能 佬数测餐秘溅试系统出臻了，并在以蜃瓣十尼年墨缮到了迅猛懿发展，使褥测爨仪器葶鞋数据 采集系统的设计方法和实现技术产生了深刻的变化。所谓虚拟仪器技术，就是用户在计算机 平台上，摄据溺量经务豹需要采定义帮设计仪器豹溺试功能，箕实蔟怒充分稻攥计算飘来实 现和扩展传统仪器功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总 线技术和软件工程方法，代表了测量仪器与自动测试系统未来韵发展方向。“软件就是仪器” 反映了虑拟仪器技术的本质特征。 以图形化软件编程方法和集成开发环境为标志的虚拟仪器开发环境是虚拟仪器技术研 究的重要内容，也是虚拟仪器技术应瘸与发鼹的基破。美国露家仪器公司( n a t i o n a l i n s t r u m e n t s ，简称n i ) 的创新产晶l a b v i e w ( l a b o r a t o r y v i r t u a li n s t r u m e n te n g i n e e r i n g w o r k b e n c h ，鼙实验室纛羧仪器嶷或巧境) 是鏊藩最为戏臻、庭瘸最戈广泛懿寝羧纹器软传开 发环境。实际上，虚拟仪器的概念最初就是在开发l a b v i e w 时提出的。l a b v i e w 不仅仅是 一个较俘开发环凌，面且是一静编程语言。 睾为编写应掰程序静语言，除了编獠方式不同外， l a b v i e w 具备语言的多种特性，因此又称为o 语言。g 语言编写的獠序称为虚拟仪器v l ( v i r t u a li n s t r u m e n t s ) 。 ( 1 ) 豳庐汐 磺究现状 目前，经过十几年的研究，虚拟仪器发展很快。以美国国家仪器公司( n i ) 为代表的一 爨乏厂褒已在枣场主推出了基予廉 羧仪器技术静亵器讫仪器产晶；露我嚣嚣羲楚予转绞仪器与 计算机化仪器互相分离的状态，属于起步阶段。高档的台式仪器如数字示波器、频谱分析仪、 逻辑分耩仪等鬟熬仪器还主要依羧遂日，这些仪器工艺复杂、价格磊贵，一黢攀整是难戳承 爱的。我国有些部门针对自己的需求研制了专用的虚拟仪器，但是缺乏通用性，应用谐及程 度相当低。结合我们的实骣情况，必须走弓| 进与自行开发相结合的道路。一方恧，大力引进 国外虚拟仪器方面的生产技术、部分产品，吸收最新成果技术：另一方面，发展基于计算机 捶卡式骥锋模块为主斡潮控技零，发聚銎形纯平台豹软 譬产燕，充分剩弱我们现毒豹诗算辊 及测试技术，缩短与发达国家的差距。 ( 2 ) 磺究意义 虚拟仪器是现代电子测控仪器发展的一个方向，它的应用十分广泛。在电子测掇领域、 过程控镪领域，以及与人们生活息怠相关的许多领域，均显示岛传统仪器无法沈损的优势。 虚拟仪器充分发挥了计算机的作用。月虚拟仪器思想建立的测试分析系统提怒t n 量速度， 减少了开关、电缆，系统易扩充、易修改，使得测试系统体积小，灵活方便，成本低，效率 裹。 1 系统概述 本系统是个基于虚拟仪器开发平台l a b v l e w 藻础上的并行接口数据聚集系统。设计 分为两个部分：硬件电路的设计和应熙软件的设计。设计要达到的目的是将从计算机并1 ：2 1 采 集进来的数据进行处理和显示，下面就分为硬件和软件来介绍。 1 1 嫒 牛部分 硬件部分实际上是一块基于计簿机并行接e l 的数据采集卡，其结构如图1 所示。从功 戆上分为五个部分：蕊号诵瑗、模数转换、在投缓存、逻辑按舞舞电路帮薅势。 毽t硬静电路结构槎銎 f i g 1t h eb l o c kd i a g r a mo f h a r d w a r ec i r c u i ts t r u c t u r e 1 2 软件部分 软件部分设计分为数据采集卡驱动程序的设计和系统戚用程序的设计。 4 驱动程序的设计：l a b v i e w 提供了大量的数据采集驱动程序，这些子程序从简单到高 级，可以提供给用户使用。但这些子程序只支持n i 的数据采集( d a q ) 卡以及少数公司开 发的支持l a b v i e w 平台的数据采集卡。为了能在l a b v i e w 平台上使用普通用户自制的数据 采集卡，采用动态链接库( d l l ) ，的方法来编写驱动程序。动态链接库( d l l ) 的方法是用 户首先要建立自己的动态链接库文件( d l l ) ，然后通过l a b v i e w 所提供的调用库函数( c l f ) 实现普通自制数据采集卡的功能。 应用软件的设计：本系统的应用软件的设计是在l a b v i e w 平台上完成的，它主要包 括两个部分：与数据采集卡的接口( 即d l l 的调用) 和信号的处理、显示。 1 硬件电路具体实现 2 1 数据采集卡硬件组成 本卡采用单通道、单极性输入、内触发的形式，数据的传输采用查询的方式，下面是 数据采集卡的电路图： 2 1 1 并行接口种类 ( 1 ) 并行接口的优点 图2 数据采集卡电路 f i g 2t h ec i r c u i to f d a t a a c q u i s i t i o nc a r d 目前市场上的大多数数据采集板做成了符合p c 机p c 、i s a 或p c i 总线标准的插卡， 插入p c 机的扩展插槽中，成为主机的一部分。这样做的好处是板上供电容易，且总线数据 传输速度较快。但有一点不足就是这类采集卡必须插入p c 机i o 扩展槽中使用，不易进行野 外或现场数据的采集和测量。利用p c 机并1 3 实现数据采集有如下优点：电路设计简单，编 程方便，安装方便。 ( 2 ) 并行接口种类 最初的p c 机并1 3 由8 个位输出，5 个位输入和4 位双向线组成。随着p c 机设计的发 展，一些生产厂商推出了几种改进型的并行接口。这些新型的并口与原始的设计兼容，同时 又加入了一些主要以提高速度为目的的新功能。下面介绍一下并行接1 3 的种类： 原始并口( s p p ) 最初的i b mp c 机中使用的并口以及任何模拟它设计的并口，通常都被叫做标准并行 按v f ( s t a n d a r dp a r a l l e lp o r t ，s p p ) 。也有人把这类并口称作a t 型或i s a 兼容并口。s p p 可以 同时向外设传送8 个位信息，所使用的协议类似于早期的c e n t r o n i c s 接v i 协议。s p p 并没有8 位输入端口，但是为了达到从外设到p c 的传输要求，只要将并口进行相应设置，即可实现 双向数据通信。从p c 到外设的数据传输速率最大能达到2 5 0 k b p s ，而从外设到p c 的数据传 输速率一般在5 0 k b p s 1 5 0 k b p s 。 p s 21 2 1 ( 简单双向型) 对并行接口的一种早期改进方案是由i b m 的p s 2 引入的双向数据端口，这种双向端 口容许外设每次向p c 机发送8 位信息。现在，p s 2 型并口是指所有具有双向数据端口，但 又不支持e p p 模式或e c p 模式的并行接口。 e p p e p p ( e n h a n c e dp a r a l l e lp o r t ，增强型并行接口) 最早是由芯片厂商i n t e l 、p c 厂商z e n i t h 及并行接口网络产品生产厂商x i r c o m 研制的。与上面提到的p s 2 型并口一样，它采用的是 双向数据线。在i s a 扩展总线的一个周期，e p p 可以完成包括握手联络在内的一个字节的数 据传送。而同样完成这一工作，s p p 或p s 2 接口则需要使用4 个总线周期。因此，通常情况 下e p p 能获得1 m b p s 的传输速率。 e c p e c p ( e x t e n d e dc a p a b i l i t i e s p o r t ，扩展功能接口) 是由h p 和m i c r o s o f t 首先推出的。同 e p p 一样，e c p 也是双向接口，并能以i s a 总线速度传输数据。e c p 有缓冲区，支持d m a ( 直接存储器访问) 传输和数据压缩。 6 目前p c 机上的并口一般都怒新式的多模式并口，它可以模拟，匕述撼到的多种类型的 并翻。霹予多模式接口来说，无论它支持多少魏模式，篓把s p p 髂为默认类型。趁倦使爝其 它模式之熬，必缀先配饕并口，餐诲这些模式鲍健用。醚置豹关键在予多模式接搿熬楚测器 蕊嚣黪配麓。然露，控溅器蕊冀瓣懿嚣没誊一令绫一懿搽准，露馔选铎熬控巷l 器芯冀又数不 麟数。通常的配鬣涉及在控制器芯片的构造寄存器写入惰息的工作，但对于不同芯片而省， 寄存器鲶位置稻访瘸途镪楚善不稳麟鹣。鬻魏对予不嗣熬p c 钒，慕瘸黢控裁蕊冀不溺，寄 存器的位援也不同，这就给用户带来的使用的不便。基于以上几点，本课题在设计时采煺了 s p p 这一遮顼，s p p 是不同接盈瓣默认选项。 一般p c 毒吨上郡搿并蜀! 薅窿，它是个2 5 针懿b 型撬窿，魏篷3 掰示。p c 辍著行接 爨3d 爱强座菠冀g 秘砖娆 f i g 。3dt y p es o c k e ta n d p i n sf u n c t i o n 势霜状态字 f u 已r 一门可订百r 丌浮t 融1 石丁葡 障曩1 葡可可隔巾丽尊耐丽卡聂蕊卅 并口控制字 爨菰惑搴和赣矧字 f i g + 4s t a t ea n dc o n t r o lw b r d 日包含三个i 0 端口：数据口( 3 7 8 h ) 、状态口( 3 7 9 h ) 、控制阴( 3 7 a h ) ；分别用d 0 d 7 、 s 0 $ 7 、c 0 c 7 表示。萁中狭态瑟翡s 0 $ 2 及控懿秘静c 4 c 7 浚有在d b 2 5 中表璐密来。状 态字帮控制字各位食义姐鼹4 鞭示。 注：并口的硬件将涟接器与相应寄存器之闯的4 个信号进行了倒相处理。县体说来，s 7 、c o 、 e l 、c 3 信号滟逻辑状态在运接瓣她是与穰应鬻存瓣位穗反熬。当对这些霞避孬写操痒时，罄 须牢记写入的值威该与想在连接器处设置的相反。当要对这些位游行读撩卡筝辩，燧必须记住 瑟读取弱蘧与连接器楚是爱囱懿。 2 。l + 2 在投缓卷 7 ( 1 ) i d t 7 2 0 6 特征 由于采样速度很高，而p c 机并口的速度相对较慢，为了缓解二者之间的矛盾，必须 在采集板上设置大容量高速缓存。在高速采样频率下，采用大容量存储芯片的好处是可以保 存更多周期的输入信号波形或捕捉到信号瞬态变化，这样便于处理和观察。本设计采用i d t 公司的i d t 7 2 0 6 芯片。i d t 7 2 0 6 是f i f o ( f i r s t i n f i r s t o u t ，先入先出) 双口r a m 。f i f o 芯片 内部自带读写指针，免去了外部纷乱复杂的地址计数器。其结构框图如图5 所示： r 斟5 i d t 7 20 6 结构框图 f i g 5t h e b l o c k d i a g r a m o fi d t 7 2 0 6 i d t 7 2 0 6 具有以下特征： f i f o ( 先入先出) 双端口r a m ： 1 6 k x 9 的容量： 1 2 n s 的访问时间； 支持异步和同步读写； 可级联使用，构成更大容量的存储器； 具有“e f ( 空) 、h f ( $ 满) 、f f ( 满) ”标志。 ( 2 ) i d t 7 2 0 6 读、写控制 i d t 7 2 0 6 是一个单向的f i f o 双端口存储器。即只能由d o d 8 输入数据，由q o q 8 输出数攒，所以读、写控制只有一套。识就是说不能作为双向的数据传输。另外因为这是一 个f i f o 存储嚣，可以通过读搬针和写指针的棚对位鬟米确定存储器是满还是空。当捆对位 嚣为0 时，表明存储器空；为所用的存储器容羹时，表明存储器已满。 写操作：只要f f 标志不戈0 ，就可以遴行写掇痒，曼霹戬与滚操终嗣隧进行。每写一次数 据，写指针自动加一，当写指针与读指针的相对位置为存储器的容量时，标志f f 清零。 读操于霉：只要e f 标惠不为0 ，裁爵激遴行读攘 睾，豆可懿与霹揉 睾潮翻逡嚣。每读一次数 据，读指针自动加一，当读指针与写指针的相对位置为0 时，标志e f 滴零。 本设钥采蔼异步读写酌方式，萁复位与弊步读鸳时序如黼6 、圈7 所示： 陷 w 蓑 昏 hf f f ) l l 黯$ -il 耩s r - x )o c 砭y i - 。一 -l a s s 。 x x ：g 屺k x 一 t e 隅 - x ) o ：g 屺 o ( x x x x x x x ) o c 屹( x d 一 挺f 摊 # 沣， - x x x x x x x x x x x x x x x j f 再 0 汹8 w 0 d 8 图6i d t 7 2 0 6 复住对序 f i g 。6t h e r e s e t t i m i n g o f l d t 7 2 0 6 茧 黠a = i _ 一t 州叫 _ _ 一t h 记- - 哇 f 激叛。辩镪l l 蛰q 6 a ( 渊a o t r r v a l i d 涮 匮7i d t 7 2 0 6 劳步读写蛄痒 f i g 7t h ea s y n c h r o n o u sr e a da n dw r i t et i m i n go f l d t 7 2 0 6 2 。1 3 模数转换 本设计采用的转换器是美国模拟器件公司的a d 7 8 2 1 。它怒高速、8 位并行模数转换器。 9 ( 1 ) 引脚功能 d o d 7 ：三态数据输出； r d ：读信号，输入； i n t ：中断信号，输出，当为低电平时，表示转换结束： w r ：写信号，输入； m o d e ：模式选择信号，输入，m o d e = i 时为w r r d 模 式，m o d e = 0 时为r d 模式； v i n ：模拟信号输入； c s ：片选信号。 ( 2 ) 基本特征 转换时间为6 6 0 n s ； 1 m h z 的采样率； 支持单、双极性信号输入： d 0v m d l d 2 1 7 3 d 4 阱 d 6灯s d 7 r d r e 母) n n t r e + ) mo 礼 m o d ev s o 0 n dv d d 图8a d 7 8 2 1 引脚功能 f i g 8a d 7 8 2 1p i n sf u n c t i o n 输入信号最大带宽为1 0 0 k h z ； 具有标准的微处理器控制信号( c s ，r d ，w r ，r d y ，t i n t ) 和与高速数据总线相连的 三态锁存数据输出。 ( 2 ) 工作模式 a d 7 8 2 1 有两种工作模式：r d 和w r 。r d 两种模式。当芯片引脚m o d e 接低电平时， a d 7 8 2 1 工作在r d 模式；当引脚m o d e 接高电平时，a d 7 8 2 1 工作在w r r d 模式。 r d 模式的转换时间是7 0 0 n s ，它能使微处理器进入等待状态。当c s 和r d 都为低电 平时，转换开始，转换结束之后开始读数据。w r r d 模式不需要微处理器的等待状态，它的 转换时间是6 6 0 n s 。当c ss n w r 为低电平时，转换开始；转换结束之后开始读数据。 由于w r r d 模式转换快，r d 模式转换速度慢，为了缩短转换时间，本设计采用w r r d 模式，其工作时序如图9 所示。 下面的表1 是在存储容量为1 6 k 情况下，采样率、信号频率、存储波形周期数的关系。 由此可看出，在高速采样频率下，采用大容量存储芯片的好处是可以保存更多周期的输入信 号波形或捕捉到信号瞬态变化，这样便于处理和观察。 1 0 醑3 拦3 仁 卜叫 潞 鼬怍乏革一 i # i 卜一 i z rr k t l f 一 l o ，i i v a l i d 图9w r r d 模式时序 f i g 9w r r dm o d et i m i n g 表1 采样率、信号频率、存储波形周期数的关系 t a b l e 1t h er e l a t i o no f s a m p l i n gr a t e ，s i g n a lf r e q u e n c ea n ds a v e d w a v ec i r c l e s 采样率信号频率存储波形周期数 1 m h z1 0 0 k h z 1 6 0 0 个 5 0 0 k h z1 0 0 k h z3 2 0 0 个 2 5 0 k h z1 0 0 k h z6 4 0 0 个 1 2 5 k h z1 0 0 k h z1 2 8 0 0 个 2 1 4 逻辑控制电路 为了简化布线，提高可靠性，采集板逻辑控制电路部分采用c p l d ( 复杂可编程逻辑 器件) 来实现。随着数字集成化的发展，现代系统逐渐趋于复杂，传统的器件已不能满足用 户的要求。具有用户可编程能力的器件如c p l d 、f p g a 体现出传统仪器无可比拟的优点，如 速度快，体积小，可靠性高，学习简单，易于开发等。尤其是其具有在板可配置能力，使用 户在电路板上利用j t a g 口可以多次对c p l d 进行功能配置，并能进行前后仿真a 本设计采用的是x i l i n x 公司的x c 9 5 3 6 。x c 9 5 3 6 内部由两块3 6 v 1 8 功能模块组成， 内部提供了8 0 0 个可用门电路。x c 9 5 3 6 外部共4 4 个引脚，其中有3 4 个引脚可供用户作为 i o 使用。其功能框图如图1 0 所示： j t a bp o n j i l ，o p o i 帕 图10 x c 9 53 6 结构框图 f i g 1 0 t h e b l o c k d i a g r a m o f x c 9 5 3 6 这里使用了其中的8 个引脚，分别定义为c l k 、c l r 、a 0 、a 1 、c p 、s t a r t 、s t a r t c p 、 f s 。为了提高采集板的实用性，可以通过软件选择控制字a 1 ，a o 的不同组合来实现四种采 样频率f s ，如表2 所示。j ( c 9 5 3 6 内部电路如图1 1 所示： 盼：黑一 表2可编程采样率f s t a b l e 2t h e p r o g r a m m a b l es a m p l i n g r a t ef s 分频控制字a 1 a o f s o o h1 m h z 0 1 h5 0 0 k h z 0 2 h2 5 0 k h z 0 3 h1 2 5 k h z 图1 1 x c 9 53 6 内部实现电路 f i g 11t h ec i r c u i ti n c i d ex c 9 5 3 6 下面是它的仿真波形图，经验证，达到设计要求。 c l kb 0 c l rf 0 a 0l a 10 c pf 1 s t a r t f 2 s t a r t c pf 3l lf = f sr 卅p 图1 2 x c 9 53 6 仿真波形图 f i g1 2t h es i m u l a t i n gw a v eo f x c 9 5 3 6 1 3 2 22 1 2 作流程 整个数据采集板的工作流程如下所示： ( 1 ) c p u 通过控制口3 7 a h 中的i n i t 发送低电平，对i d t 7 2 0 6 和x c 9 5 3 6 进行初始化，即 清零； ( 2 )向3 7 a h 中的i n i t 发送高电平，通过3 7 8 h 口d 1 d 0 送x c 9 5 3 6 控制字a 1 a 0 ； ( 3 ) 通过控制口3 7 a h 中的s e l e c t 送控制字的锁存信号； ( 4 ) 通过3 7 8 h 口d 2 送启动a d 转换信号s t a r t ； ( 5 ) 通过3 7 a h 口的s t r o b e 送锁存信号s t a r t c p ； ( 6 ) 进行a d 转换，同时向i d t 7 2 0 6 中写数据； ( 7 ) 通过3 7 9 h 口的a c k 查询i d t 7 2 0 6 是否写满，如果没满，就一直查询； ( 8 ) 如果满了，通过3 7 a h 口的a u t o 戊i d t 7 2 0 6 的瓜送低电平，读数据到并口，向x c 9 5 3 6 的s t a r t 送低电平，使a d 转换结束； ( 9 ) 采用1 6 k 的循环读i d t 7 2 0 6 中的数据到p c 的内存中： ( 1 0 ) 由软件对采集的信号进行处理和显示，完毕后，可再发启动信号，进行下一次采集。 其中，通过3 7 8 h 口送各个控制字，控制字各位含义如图1 3 所示；下面的图1 4 是启动 一次转换之后，i d t 7 2 0 6 和a d 7 8 2 1 的综合时序图。 d 1 ，d o ：分频选择控制字 d 2 ：启动a d d 7 ，d 6 ，d 5 ，d 4 ，d 3 ：未用 图13 工作控制字 f i g 1 3t h e w o r k i n gc o n t r o lw o r d 1 4 k i ) 7 8 2 1 c s 、 a d 7 8 2 1 w r _ _ _ 厂弋 a d 7 8 2 1 i n t 厂_ 厂 a d 7 8 2 1r r d 厂 厂 a d 7 8 2 1 d o d 7 五卜 _ 聊7 2 0 6 刑、厂 厂 图1 4 i d t 7 20 6 和a d 7 8 2 1 综合时序图 f i g 1 4t h ei n t e g r a t e dt i m i n go f i d t 7 2 0 6a n da d 7 8 2 1 3 软件设计 3 1 驱动程序和动态链接库 动态链接库( d y n a m i cl i n kl i b r a r y ，简称d l l ) ，是由函数对象以及资源等组成的二 进制的库文件，此库文件能同时被多个进程( 或应用程序) 共享使用。也就是说，它是其他 应用程序在运行时可以调用的一组服务和函数模块。所有的w i n d o w s 应用程序都离不开动态 链接库，因为w i n d o w s a p i 函数就是以动态链接库的形式提供的。d l l 是动态链接库的常用 文件扩展名，另外d r v 以及部分e x e 后缀的文件也是动态链接库。在结构上，一个d l l 就 是一个c + + 源文件，它包含着相互之间可以或不可以交互作用的几个函数。将d l l 中包含的 所有函数载入一个进程的地址空间中时，就可以象执行应用程序中的本地函数一样进行访问， 没有明显的差异。本课题将用v i s u a lc + + 6 0 来编写d l l 。 下面是在v i s u a lc + + 6 0 环境下做成的d l l 形式的数据采集卡驱动程序： s p p d a q c p p ：d e f i n e st h ee n t r yp o i n tf o rt h ed l l a p p l i c a t i o n # i n c l u d e ”s t d a f x h # i n c l u d e ”s p p d a q h # i n c l u d e ”w i n d o w s h ” # i n c l u d e ”c o n i oh # i n c l u d e ”d o s h ” # i n c l u d e ”i o h ” b o o la p i e n t r yd l l m a i n ( h a n d l eh m o d u l e ， d w o r du l _ r e a s o n f o r _ c a l l ， l p v o i d l p r e s e r v e d ) r e t u r nt r u e ； ) e x t e r n ”c ”f d e c l s p e c ( d 1 1 e x p o r t ) l o n g c d e c ld a q ( s h o r tc o n ， u n s i g n e d c h a r4 b u f f e r ) ) ； d e c l s p e c ( d l l e x p o r t ) l o n g _ c d e c ld a q ( s h o r t c o n ， u n s i g n e dc h a r + b u f f e r ) i n t l ； u n s i g n e d c h a rt e m p a s mm o v a l ，0 9 h a s mm o v d x ，3 7 a h a s mo u td x ，a 1 a s m h o p a s mm o va l ，o d h a s mm o v d x ，3 7 a h a s mo u td x ，a l a s mm o v d x ，3 7 8 h a s mm o v a x ，c o n 初始化 1 6 a s mo u td x ，a x _ a s m m o v a l ，0 5 h a s mm o v d x ，3 7 a h a s r no u td x ，a 1 一a s m m o v d x ，3 7 8 h a s mm o va l ，0 4 h a s m o u td x ，a l s t a r t ：一a s m m o v d x ，3 7 a h a s mm o va l ，0 4 h a s mo u td x ，a l a s mm o v d x ，3 7 9 h a s m i n a l ，d x a s ma n d a l ，4 0 h a s m c m pa l ，4 0 h a s m j eg l a s mm o v d x ，3 7 a h a s mm o va l ，0 5 h a s mo u td x ，a l _ a s m m o v d x ，3 7 8 h a s mm o v a l ，o h a s mo u td x ，a l a s mm o v a l ，0 7 h a s mm o vd x 3 7 a h a s mo u td x ，a l 送控制字 锁存控制字 1 7 启动a d 转换 查询i d t 7 2 0 6 是否满，如果满了，开始读 数据；如果未满，继续查询 结束a d 转换，读i d t 7 2 0 6 数据 f o r ( i = o ；i 16 0 0 0 ；i + + ) t e m p = _ i n p ( o x 3 7 8 ) ； 4 ( b u f f e r + i ) 2 t e m p ； ) r e t u r n0 ： ) s p p d a ph b o o la p i e n t r yd l l m a i n ( h a n d l e ， d w o r d l p v o i d ) ； d e c l s p e c ( d 1 1 e x p o r t ) l o n g c d e c ld a q ( 1 0 n g ， u n s i g n e dm a r ， ) ； 其中，数据采集卡的地址译码部分如表3 所示： 表3 地址译码 t a b l e 3t h ea d d r e s sc o d i n g 3 7 a 口描述 0 9 h 初始化清零 0 5 h 锁存控制字 0 4 h 启动a d o d h 清零无效、送控制字 0 7 h 读i d t 7 2 0 6 、结束a d 转换 驱动程序的流程图如图1 5 所示 1 8 图15 流程鼹 f i g ，1 5t h ef l o w i n gd i a g r a m 3 2 应用软件l a b v i e w 篾余 l a b v i e w 程序称为虚拟仪器( v i r t u a li n s t r u m e n t s ) 程序，简称v i 。一个最基本的v i 壶3 个部分组麓：前谣敝( p a n e l ) 、框强程痔( d i a g r a mp r o g r a m ) 和图标连接端口 ( i c o n t e r m i n a l ) 。 前面板：前面板就是图形化用户界丽，用于设置输入数值和观察输出最。v i 前面板是模拟 真实仪器鹃蒋面板，用户可以往用各种图标、按钮、开关、实时趋势图和事后纪录圈。 框图程序：每一个蓖巅扳都巍一个挺图程序与之对应。援髫缓彦鼹爨形化缡程语言绽写， 可以把他理解成传统编秘语言程序中的源代码。 蘑标琏谈端日：图标，连接端日可以把v i 交成个对象( s u b v i ，即v i 予程序) ，然后象 子程序一样在其他v i 中调翅。 1 9 下丽介绍下一个完整v i 的创建过程： 逡捺剖建个毅的、礓 在l a b v i e w 主霆嗣中选努n e w v i 按锤，藏在个已打开躲v l 懿圭菜攀f i l e 中涟器 n e w 。 ( 2 ) 创建v 前丽税 tiv i 嚣舔粳蜜霹酪空爨处擎遗惑椽舂链，或者在窗譬主莱擎w i n d o w s 中逸择s h o w c o n t r o l ：p a l e t t e ，弹出控制模板，在从各个予模板中选择黼要的控制量与指示量。 ( 2 ) 剖遴框图程序 在前嚣板窭墨黔主菜荤w i n d o w s 争选择s h o wd i a g r a m ，将翦甏援寨醴烫羧至# 框鹜粳枣 窗口，此时会看到与前丽板中的控制最和攒示量相对应的端口嘲标。然后，在框图程序街口 孛驰空囱处单毒鼠标考键，或在摇强程序蜜日魏主菜攀w i n d o w s 中逸爨s h o wf u n c t i o n p a l e t t e ，辫出功麓搂扳，获中选爨黪露翡功能节点。下裁蕊工 睾簸是弼数搭线稳这些臻瓣和 节点翁謦标连接起亲，澎或一个完整憨狡鬻程旁。 当所有这魑步骤作完之后，需要对文件进行保存，保存时一定要在文件的后面加后 缀，v i 。至魏完蕊了令、，l 戆镊建。 3 3 应用程序的设计 在l a b v i e w 孛，爆户对d l l 熬灞爝，霹以透过l a b v i e w 奉赛掰提供翁渭露瘁涵数 c l f ( c a l ll i b r a r yf u n c t i o n ) 来实现。在调鼹d l l 之前，用户须翘遵以下信爨； ( 1 ) 函数返回的数据类型。在l a b v i e w 中，函数可返阐v o i d 、i n t e g e r 威f l o a t i n g p o i n t 粪型 酌淤数。 ( 2 ) d l l 使用的调雳规程。在l a b v i e wr p ，司以采耀c 和s t d c a l l ( 缺省壤) 鼹秘邋髑。 w i n 3 2a p t 饺鬟缺省魏拣难谜鼹，瞧嚣要缀写模块定义文俘。c l e f 。本没诗采援关键字 一d e c l s p e c ( d l l e x p o r t ) 来导出溺数，俊溺c 调丽瓶程，不需辫编写d e f 文件。 ( 3 ) 需传遴绘醋数戆参鼗、羧褥类鍪潋及参数靛簧逮籁淳。 下面是应用软件的前面板和框图程序： 麓 6 瘴蔺程序髓萄瓿 f i g 、1 6t h ea p p l l c 3 t i o np a g e t 饕 艇辫壤疼 f i g 1 7t h ed i a g r a m p r o g r a m 其中，调用库函数c l f 的具体编程如图1 8 所示： 蘩 s 玎靖诲握 f i g 1 8 ec l fd i a l o g 凄总结 零文在努橱霹内乡 骖究溅羧及存在瓣题夔鏊麓上，浮蜜奔绥了基予l a b v i e w 豁莽孬 羧濯数疆慕壤系统滟设诗方法。从戳上教逑中可戮精密，滚系统已经初步完，；了智黼测试系 绞黪功麓，霹完或最褰暴露率为i m h z 斡缓羧整号蕊爨嶷、显示投毒籍。本系统鸯纛续避 步研究奠定了基石接a 它的软、硬件都具有可扩展的能力。如它的软件平台l a b v i e w 中包食 了事寤熬瀵羧及予程序，魏数嚣髂号处理、线栏代数及滤波、加窗等子豳数，还包括了g p i b 、 v x i 及串行仪器控铡子程序。遴过它爨提擞鹣各令邀数、子猩序，爵戳安臻硬转系统瓣款诧， 设计符合用户要求的测试繇统。 本系靛遣存在袭点，露它辩邀澈逮慧。并瓣誉赘鸯源，嚣藏只好转接堍漂，蹇叛爱瓣 改进中，可以琴l 熙u s b 嚣上提供瓣奄源泉擞惫。糍信经过褥遗一步翡磷窕赣实验，可竣链滚 系统更加实用、完善。 d e v e l o p m e n io fl n 鬻e l l i g e n tt e s t i n gs y s t e m l nl a b v l e wc l r c u m s 重度n c e s a b s t r a c t t h i ss u b j e c tm a i n l yr e s e a r c h e st h ed e s i g no f p a r a l l e lp o r td a t aa c q u i s i t i o n s y s t e mb a s e do nl a b v i e w i t s t a t e st h ef o r n j a t i o np r i n c i p l eo fh a r d w a r ec i r c u i ta n d i n t r o d u c e st h ek i n d so fp a r a l l e l p o r t ，t h e f o r m a t i o na n d w o r k i n gp r i n c i p l e o f f i r s t i n f i r s t - o r er a ma n dc p l dw i t hi t s s i m u l a t i n gw a v e si nd e t a i l a tt h es a m e t i m e ，i t a l s oi n t r o d u c e st h ev i r t u a li n s t r u m e n t s t e c h n o l o g y o nt h e p l a t f o r m o f l a b v i e wa n da p p l i e st h ei d e aa n d d e s i g n m e t h o do ft h ev i r t u a li n s t r u m e n t s t e c h n o l o g yt ot h es u b j e c tt om a k et h es y s t e mt od e a lw i t ht h ea c q u i s i t i o nd a t ab y c o m b i n i n gt h eh a r d w a r ec i r c u i ta n dl a b v i e w t h es o f t w a r ea n dh a r d w a r eo ft h i s s u b j e c tb o t h c a nb ee x t e n d e dt oa c c o m p l i s ha d v a n c e d s i g n a la n a l y s i