引 言
    虛擬儀器技術(shù)是20世紀90年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，融計算機和總線技術(shù),、微電子技術(shù)、測量技術(shù)于一身,，它是對傳統(tǒng)儀器的重大突破,，是計算機技術(shù)與儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用計算機系統(tǒng)的強大功能,，結(jié)合相應(yīng)的硬件,，大大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、顯示和存儲以及系統(tǒng)維護和擴展等方面的限制,。虛擬儀器的眾多優(yōu)點使其得到了廣泛的應(yīng)用,，然而當今著名的虛擬儀器開發(fā)軟件(如LabVIEW等)只能支持NI公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集卡，而不能直接驅(qū)動普通的數(shù)據(jù)采集卡,。本文重點研究了在虛擬儀器開發(fā)軟件平臺LabVIEW下使用普通數(shù)據(jù)采集卡的方法,。

1 虛擬儀器開發(fā)平臺LabVIEW與數(shù)據(jù)采集卡的連接
    LabVIEW是美國NI公司推出的一種基于G語言(Graphics Language)，即圖形化編程語言的虛擬儀器軟件開發(fā)工具,，具有強大的數(shù)據(jù)采集功能,，通常只支持NI公司的數(shù)據(jù)采集卡，而這些卡的價格比較昂貴,。因此,，為了能在LabVIEW平臺上驅(qū)動普通的數(shù)據(jù)采集卡，用戶必須通過LabVIEW所提供的調(diào)用庫函數(shù)節(jié)點(call Library Function Node,，CLFN)及代碼接口節(jié)點(Code Interface Node,，CIN)等功能，將功能強大,、編程靈活,、而且已有很多現(xiàn)成程序模塊的C語言同Lab-VIEW中編程直觀方便的圖形化G語言結(jié)合起來，從而實現(xiàn)用普通的數(shù)據(jù)采集卡來采集數(shù)據(jù)的功能,，使LabVIEW在對硬件的支持上有了一個質(zhì)的飛躍,。
    在LabVIEW中利用CLFN節(jié)點可以較容易地實現(xiàn)訪問動態(tài)鏈接庫(DLL),，而且在購買數(shù)據(jù)采集卡的時，廠商一般會給用戶提供動態(tài)鏈接庫,。所以研究在LabVIEW平臺下調(diào)用動態(tài)鏈接庫驅(qū)動普通的數(shù)據(jù)采集卡來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集更具有普遍性,。

2 基于動態(tài)鏈接庫的普通數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動
2．1 動態(tài)鏈接庫概述
    動態(tài)鏈接是一種應(yīng)用程序在運行時與庫文件連接起來的技術(shù)。動態(tài)鏈接庫(DLL)是一個可以多方共享的程序模塊,，提供函數(shù)供Windows應(yīng)用程序或其他的動態(tài)鏈接函數(shù)庫直接或間接調(diào)用,，只有在別的模塊中調(diào)用了它的某個函數(shù)以后才發(fā)生作用。它是在應(yīng)用程序運行時被裝入和鏈接的,，而不是把庫代碼復(fù)制到應(yīng)用程序中,，只是在程序中記錄了函數(shù)的入口點和接口。動態(tài)鏈接庫獨立于編程語言,，因此LabVIEW可以調(diào)用用大多數(shù)語言(如Visual C++,，C++ Builder等)編寫生成的動態(tài)鏈接庫。在調(diào)用DLL的函數(shù)時,，必須知道以下4個信息：函數(shù)返回的數(shù)據(jù)類型,，函數(shù)調(diào)用的方式，函數(shù)的參數(shù)及類型,，DLL庫文件的位置等,。
2．2 LabVIEW對DLL的調(diào)用
    通過對Call Library Function Node的配置可以實現(xiàn)DLL的調(diào)用，關(guān)鍵要了解被調(diào)用的函數(shù)名稱,、功能及其輸入／輸出參數(shù),。配置節(jié)點的目的在于指定DLL模塊中與LabVIEW數(shù)據(jù)交換的相應(yīng)驅(qū)動函數(shù)。調(diào)用Call Library Function模塊,，雙擊此模塊,，在彈出CLF對話框中進行節(jié)點配置，CLF函數(shù)配置對話框見圖1,。第一個參數(shù)“庫名或路徑”,，填入需要調(diào)用的動態(tài)鏈接庫文件的名字和路徑。第二個參數(shù)“函數(shù)名”,，是鏈接庫中要調(diào)用的函數(shù)名稱,。當在庫名或路徑欄中設(shè)定了DLL的路徑后，在函數(shù)名下拉框中就可以看到該動態(tài)鏈接庫所包含的所有函數(shù)名,。第三個參數(shù)“調(diào)用規(guī)范”,，此欄中可以設(shè)置該動態(tài)鏈接庫是標準WINAPI調(diào)用還是普通的C調(diào)用。一般來說,，都采用C調(diào)用,，但是對于API調(diào)用則必須選擇stdeall(WINAPI)，最后一個需要注意的參數(shù)選項是線程安全選擇，此欄中可以選擇DLL是否可以被重入調(diào)用,，默認情況是在UI線程中運行,，即該動態(tài)鏈接庫只能在User Interrace Thread下運行。如果動態(tài)鏈接庫中被調(diào)用的函數(shù)返回時間很長,，那么就會導(dǎo)致LabVIEW不能執(zhí)行UI線程中的其他任務(wù),，因此界面反應(yīng)可能會很慢，甚至停止,。這時候最好把它設(shè)為重入,，若設(shè)置為重人，則該動態(tài)鏈接庫可以由多個線程同時調(diào)用,，但前提是必須保證該DLL能被多個線程同時安全調(diào)用,。

    在參數(shù)配置菜單下設(shè)置函數(shù)的返回值類型和輸入?yún)?shù)。對話框右側(cè)對應(yīng)每一個參數(shù)的參數(shù)名稱,、類型,、數(shù)據(jù)類型、參數(shù)傳遞方式,。其中,，需要注意的是數(shù)據(jù)類型選項，在不同的編譯平臺下,，數(shù)據(jù)類型的定義名稱是不一樣的。為了將數(shù)據(jù)類型一一對應(yīng),，在LabVIEW中必須對數(shù)據(jù)類型名稱定義進行轉(zhuǎn)換,。

3 普通數(shù)據(jù)采集卡在LabVIEW平臺下的應(yīng)用實例
    以北京優(yōu)采公司的UA301A型A／D數(shù)據(jù)采集卡為例，該采集卡在LabVIEW平臺下不能直接被驅(qū)動,。該采集卡提供了一個動態(tài)鏈接庫ua300a．dll,，此動態(tài)鏈接庫中提供了許多簡潔高效的采集和控制函數(shù)，支持UA301A采集器的各種功能,。

    UA301A為12位的A／D卡,，系統(tǒng)中采用的是雙極性輸入信號和雙極性原碼的編碼方法。轉(zhuǎn)換的結(jié)果為二進制數(shù),，轉(zhuǎn)換后得到0～4 095的數(shù)字量,。為了直觀表示被測物理量，需將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量變換為具有實際工程意義的數(shù)值,。當單極性信號輸入時,，模擬電壓值V與數(shù)字量D的對應(yīng)關(guān)系可描述為：V=D／4 095×10；當輸入信號為雙極性時,，兩者的對應(yīng)關(guān)系為：V=(D-2 048)／4 095×10,。這個轉(zhuǎn)換過程在驅(qū)動設(shè)計中可采用Case結(jié)構(gòu)來完成，把選擇輸入信號為單極性還是雙極性作為這個Case結(jié)構(gòu)的布爾值輸入。數(shù)據(jù)采集驅(qū)動程序框圖如圖2所示,。

    圖2中4個CLF節(jié)點分別用來調(diào)用OpenUA300,，minitz，readdataz,，CloseUA300這四個函數(shù),。
    對于LabVIEW與DLL函數(shù)之間傳遞數(shù)組類型數(shù)據(jù)，無論采用何種數(shù)組格式進行傳遞,，都需要在Lab-VIEW中為數(shù)組預(yù)先分配空間,，也就是給該數(shù)組開辟緩存，不然會導(dǎo)致程序崩潰,。該程序在采集數(shù)據(jù)前預(yù)先為其初始化一個二維數(shù)組空間,，為了使采集到的數(shù)據(jù)在數(shù)組中的位置始終對應(yīng)于采樣的每一通道，初始化數(shù)組空間時設(shè)置每通道采樣點數(shù)為行,，采集通道數(shù)為列,，這樣數(shù)據(jù)從采集卡FIFO存入緩存時，每一列對應(yīng)每一通道的數(shù)據(jù),，省去了后續(xù)通過循環(huán)索引出各通道數(shù)據(jù)的繁瑣,。
    為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)采集，系統(tǒng)應(yīng)保持在循環(huán)狀態(tài),，設(shè)計中采用WhiIe循環(huán)來實現(xiàn)這一功能,，但是Lab-VIEW在執(zhí)行While循環(huán)時，如果用戶沒有給它設(shè)定循環(huán)時間間隔,，則它將以CPU的極限速度運行,。這樣可能會導(dǎo)致整個LabVIEW程序看上去像死機一樣，所以需要給While循環(huán)加上一個指定的時間間隔,。在采集前首先設(shè)置采樣通道,、采樣頻率、采樣點數(shù),、增益和數(shù)據(jù)傳輸方式等參數(shù),，該接口驅(qū)動的前面板見圖3。

4 結(jié) 語
    由此可以看出,，在LabVIEW中調(diào)用動態(tài)鏈接庫函數(shù),，來驅(qū)動普通數(shù)據(jù)采集卡的技術(shù)，顯示出了Lab-VIEW強大的外部程序接口能力,。應(yīng)用此方法設(shè)計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一方面可充分利用LabVIEW的界面友好,、圖形顯示和虛擬儀器強大的開發(fā)功能等優(yōu)點；另一方面又能大大降低系統(tǒng)的開發(fā)成本,，可以使LabVIEW在對硬件的支持上有一個質(zhì)的飛躍,。通過LabVIEW的外部程序接口CLF節(jié)點訪問動態(tài)鏈接庫來調(diào)用Windows標準庫函數(shù),，使得LabVIEW支持的數(shù)據(jù)采集板卡范圍突破了限制，同時也為Lab-VIEW訪問底層函數(shù)提供了一種新的思路,。