USB(Universal Serial Bus)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DriverStudio)开发USB驱动程序,然后用Visual C++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系统的应用程序控制工程网版权所有,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。
1 NI-VISA简介
NI-VISA(Virtual Instrument Software Architec-ture,以下简称为“VISA”)是美国国家仪器NI(National Instrument)公司开发
2 LabVIEW及其调用VISA的条件
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)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CONTROL ENGINEERING China版权所有,使创建的程序模块化,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LabVIEW程序定义成一一个子程序,从而实现模块化编程。
当进行USB通信时控制工程网版权所有,VISA提供了两类函数供Lab-VIEW调用,USB INSTR设备与USB RAW设备。USBINSTR设备是符合USBTMC协议的USB设备,可以通过使用USB INSTR类函数控制,通信时无需配置NI-VISA;而USB RAW设备是指除了明确符合USBTMC规格的仪器之外的任何USB设备,通信时要配置NI-VISA。
(1)配置NI-VISA的步骤
①使用Driver DevelopineInt Wizard(驱动程序开发向导)创建INF文档;
②安装INF文档,并安装使用INF文档的USB设备;
③使用NI-VISA Interactive Control(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设备的各属性值。
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》。
(2)与NI-VISA相配合的LabVIEW横板中VI子节点
ViOpen,打开并指定VISA resource name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。
ViWnte,向VISA resource name指定的设备写入数据。
ViRead,从VISA resource name指定的设备读出数据。
ViCloseCONTROL ENGINEERING China版权所有,结束设备读写并关闭与指定设备的连接。
(3)USB RAW设备读写的操作次序
USB RAW设备的读写次序如图l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。
3 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,核心器件是含有8 KB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PDIUSBD12芯片(简称“D12”