InstrumentIO子模板与IO接口设备的软件驱动学习教案

1、会计学1Instrument IO子模板与子模板与IO接口设备的软接口设备的软件驱动件驱动第1页/共170页VME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2页/共170页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3页/共170页标准串口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Instrument I/O子模板上提供的VISA图标来进行驱动。第4页/共17

2、0页第5页/共170页第6页/共170页控制下完成复杂的测量。nGPIB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。第7页/共170页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8页/共170页示，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9页/共170页第10页/共170页第11页/共170页第12页/共170页线。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(

3、高电平)。第13页/共170页n REN(Remote Enable)：远控使能。n IFC(Interface Clear)：接口清除。第14页/共170页第15页/共170页用。第16页/共170页第17页/共170页图51 GPIB子模板第18页/共170页第19页/共170页Initialization.vin执行上述操作后，出现GPIB Initialization.vi图标及其端口图，如图52(a)、(b)所示。第20页/共170页(a) (b) 图52 GPIB Initialization .vi图标及其端口图(a)GPIB Initialization.vi图标；(b) GP

4、IB Initialization.vi图标与其端口第21页/共170页nassert REN with IFC：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。nerror in：输入端错误代码。第22页/共170页n执行FunctionsInstrument I/OGPIBGPIB Read.vi操作。其图标及其端口图如图53(a)、(b)所示。第23页/共170页图53 GPIB Read.vi图标及其端口图(a) GPIB Read.vi图标；(b) GPIB Read.vi图标与其端口第24页/共170页第25页/共170页图54 GPIB Write.v

5、i图标及其端口图(a) GPIB Write.vi图标；(b) GPIB Write.vi图标与其端口第26页/共170页第27页/共170页。第28页/共170页第29页/共170页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。第30页/共170页第31页/共170页万小时(折合80年使用期)。第32页/共170页低。n 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(40

6、Mb/s)，吞吐量大，是目前传输速率最快的总线系统。第33页/共170页第34页/共170页议，仅支持VXI总线的配置寄存器，因此不能通用。第35页/共170页第36页/共170页第37页/共170页第38页/共170页用户可利用熟悉的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39页/共170页图55 GPIB接口卡控制方案PCI-GPIB计算机GPIB-VXIVXI机箱第40页/共170页第41页/共170页第42页/共170页第43页/共170页第44页/共170页行系统中每个模块的识别、逻

7、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45页/共170页第46页/共170页n第47页/共170页适合于在各种实验室中建立系统；近年来，IEEE1394控制方式以其较高的性能价格比在VXI控制方案中迅速普及。第48页/共170页第49页/共170页图56 VXI子模板第50页/共170页第51页/共170页第52页/共170页第53页/共170页nFunctionsInstrument I / O V X I I n i t VXILibrary.vi第54页/共170页图57 Init VXILibrary.vi图标及其端口图(a) Init VXILibr

8、ary.vi图标；(b) Init VXILibrary.vi图标与其端口第55页/共170页第56页/共170页图58 WSwrt.vi图标及其端口图(a) WSwrt.vi图标；(b) WSwrt.vi图标与其端口第57页/共170页第58页/共170页图59 WSrd.vi图标及其端口图(a) WSrd.vi图标；(b) WSrd.vi图标与其端口第59页/共170页第60页/共170页第61页/共170页图510 Serial子模板第62页/共170页第63页/共170页第64页/共170页图511 Serial Port Init.vi图标及其端口图 (a) Serial Port

9、Init.vi图标；(b) Serial Port Init.vi图标与其端口第65页/共170页n手信号。n2) 输出端口参数nerror code：显示错误代码。第66页/共170页n字符。nerror code：显示错误代码。第67页/共170页图512 Serial Port Read.vi图标及其端口图(a) Serial Port Read.vi图标；(b) Serial Port Read.vi图标与其端口第68页/共170页n码。第69页/共170页图513 Serial Port Write.vi图标及其端口图(a) Serial Port Write.vi图标；(b) Se

10、rial Port Write.vi图标与其端口第70页/共170页第71页/共170页型以标准的形式发布。第72页/共170页第73页/共170页图514 VISA内部机制 VISAVXISerialGPIB第74页/共170页 图515 虚拟仪器的软件体系结构 应用软件仪器驱动程序I / O接口软件应用软件开发环境第75页/共170页第76页/共170页系统输入/输出(I/O)接口软件的特点、组成、内部结构与实现规范，并将符合VPP规范的虚拟仪器系统输入/输出(I/O)接口软件定义为VISA软件。第77页/共170页(VISA)于应用程序设计人员来说，一旦有了仪器驱动程序，在不是十分了解仪

11、器内部操作过程的情况下，也可以进行虚拟仪器系统的设计工作。仪器驱动程序是连接上层应用软件与底层输入/输出(I/O)软件的纽带和桥梁。第78页/共170页必须提供仪器驱动程序的源程序文件与动态链接库(DLL)文件，第79页/共170页第80页/共170页Delphi等。第81页/共170页第82页/共170页一的。第83页/共170页适用于多处理器结构或分布式网络结构。第84页/共170页第85页/共170页第86页/共170页图图516 VISA 的内部结构的内部结构默认的资源管理器(Default Reource Manager)消息基 寄存器基(Messaged-Based) (Regis

12、tered-Based)找到资源(Find Resources)打开部分(Opens Sessions)读(Read)写(Write)输入(In Port)输出(Out Port)属性(Properties)事件(Event)读(Reads)写(Writes)等待(Synchronous)安装(Asynchronous)第87页/共170页类型的不同体现在资源名称的不同。对VISA的使用者来说，不同类型仪器的使用在形式上和方法上都是一样的。第88页/共170页第89页/共170页图517 VISA子模板第90页/共170页第91页/共170页第92页/共170页第93页/共170页表51 访问

13、仪器资源的表达式仪 器 资 源表 达 式GPIBGPIB0-9*:?*INSTRVXIVXI?*INSTRGPIBVXIGPIBVXI?*INSTRGPIB and GPIB-VXIGPIB?*INSTRAll VXI?*VXI0-9*:?*INSTRSerialASRL0-9*:?*INSTRAll?*INSTR第94页/共170页表52 访问内存资源的表达式内 存 资 源表 达 式VXIVXI?*MEMACCGPIBVXIGPIBVXI?*MEMACCAll VXI?*VXI0-9*:?*MEMACCAll?*MEMACC第95页/共170页第96页/共170页表53 资源名称的不同表达形

14、式接 口语 法VXIVXIboard:VXI logical address:INSTRGPIBVXIGPIBVXIboard:VXI logical address:INSTRGPIBGPIBboard:primary address:secondary address:INSTRASRLASRLboard:INSTR第97页/共170页第98页/共170页第99页/共170页第100页/共170页图518 VISA Event Handling子模板第101页/共170页第102页/共170页第103页/共170页图519 High Level Register Access子模板第104

15、页/共170页第105页/共170页第106页/共170页第107页/共170页图520 Low Level Register Access子模板第108页/共170页第109页/共170页第110页/共170页图521 Interface Specific子模板 第111页/共170页第112页/共170页第113页/共170页第114页/共170页GPIBn设计好的前面板如图522所示。第115页/共170页图522 GPIB测试前面板第116页/共170页第117页/共170页图523 VISA Open.vi图标及其端口图(a) VISA Open.vi图标；(b) VISA Open

16、.vi图标与其端口第118页/共170页nGPIBboard：GPIB接口卡的地址，在030之间设置。本例中设为0(即board为0)。第119页/共170页第120页/共170页第121页/共170页图524 VISA Write.vi图标及其端口图(a) VISA Write.vi图标；(b) VISA Write.vi图标与其端口第122页/共170页第123页/共170页标及其端口图如图525所示。n用连线工具把上述的图标连接起来，设计好的流程图如图526所示。第124页/共170页图525 VISA Close.vi图标及其端口图(a) VISA Close.vi图标；(b) VIS

17、A Close.vi图标与其端口第125页/共170页图526 GPIB万用表测试软件流程图第126页/共170页成VXIn:m:INSTR(其中n为VXI控制器的地址号，m为VXI仪器的地址号)就可以了。所以说，用VISA编程可以提高程序的重复利用率。n第127页/共170页n2I/O接口设备nI / O 接 口 设 备 由 一 个keithley2000GPIB万用表和GPIB接口卡组成。系统框图如图527所示。第128页/共170页计算机GPIB控制器keithley2000GPIB万用表精密信号源图527 由GPIB总线仪器组成的测试仪第129页/共170页第130页/共170页、第1

18、31页/共170页第132页/共170页图528 GPIB虚拟万用表测试仪前面板第133页/共170页第134页/共170页图529 GPIB Write.vi图标及其端口图(a) GPIB Write.vi图标；(b) GPIB Write.vi图标与其端口 第135页/共170页。第136页/共170页第137页/共170页图530 GPIB Read.vi图标及其端口图(a) GPIB Read.vi图标；(b) GPIB Read.vi图标与其端口 第138页/共170页第139页/共170页图531 GPIB虚拟万用表测试仪流程图第140页/共170页第141页/共170页n本系统由

19、两台计算机和一个基于RS232的串口电缆组成。串口电缆采用三线制，连线关系如图532所示。第142页/共170页RXDTXDGNDRXDTXDGND图532 RS232通信测试仪 第143页/共170页第144页/共170页第145页/共170页串口通信测试系统串口号向端口所写的字节数0读写选择Read19600设置传输速率5读写Sample String图533 通信测试系统前面板第146页/共170页第147页/共170页图534 Serial Port Init.vi图标及其端口图(a) Serial Port Init.vi图标；(b) Serial Port Init.vi图标与其端口第148页/共170页n偶校验、奇校验等五种校验方式。本例中不设奇偶校验位。nbuffer size：设置数据缓冲区大小。本例取0，为默认值。第149页/共170页第150页/共170页图535 Serial Port Write.vi图标及其端口图(a) Serial Port Write.vi图标；(b) Serial Port Write.vi图标与其端口第151页/共170页第1