數據采集卡的應用

　　1 引言

　　pcl-813b(簡稱813b)是臺灣研華公司推出的一款基于pc的高性能、多功能數據采集卡。該卡不僅性能優異，而且有完善的軟件支持，使得此卡能廣泛適用于工業自動化系統、自動化設備監控系統，具有廣闊的應用前景。vb是一種高效、易學易用的開發工具。一些工業測控系統中，需要計算機從現場獲取實際數據或發出控制命令，這就需要計算機實現對i/o端口的控制與訪問，但是vb不具備直接對硬件地址進行訪問的功能，可以利用vc++編寫訪問i/o接口地址的程序，創建動態鏈接庫(dll)，利用dll進行調用來實現端口訪問與控制。本文以此卡為例，詳細介紹了在vb環境下的應用。

　　2 pcl-813b數據采集卡簡介

　　813b是基于isa結構的，需插在計算機的isa槽中。它采用了12位分辨率a/d轉換器(ad574)，用來轉換模擬輸入，轉換時間為25μs，數據傳送速率達25kbps;輸入范圍：雙極性±5v，±2.5v，±1.25v，±0.625v。單極性0～10v，0～5v，0～2.5v，0～1.25v; a/d轉換觸發方式為軟件觸發; 813b支持32路單端隔離模擬量輸入，最大連續過壓±30v。

　　813b是一種通用型數據采集卡，可以滿足不同用戶的不同要求。因此卡上有一個dip開關(sw1)和1個跳線器(jp100)，可由用戶自行設置，以滿足不同的需要。

　　813b使用16個連續的i/o地址，其i/o基地址有開關sw1選擇，有效地址從000~3f0h(十六進制)。sw1開關共有6個微型撥碼開關，其撥碼組合與對應的基地址有關系。

　　輸入范圍選擇：如使用單極性輸入，把開關置在“u”位置，此時允許0~10v，0~5v，0~1.25v模擬量輸入。如放大倍數是1，允許輸入0~10v;放大倍數是2，允許輸入0~5v;放大倍數8，允許輸入0~1.25v。放大倍數由軟件控制。

　　3 動態鏈接庫dll的編寫

　　在vb中要利用dll進行調用來實現板卡的訪問與控制，首先要編寫動態鏈接庫dll。

　　在windows98中，應用程序采取一種成為“動態鏈接庫”的特殊函數集來實現代碼和資源的共享，以最大限度地節省資源。之所以稱為“動態”，是因為它們是在運行期間鏈接到應用程序的，而不是在編譯期間。創建一個exe文件時，會有許多例程鏈接到代碼并放入exe文件中。但是dll中的例程則僅僅在實際運行時才鏈接到exe文件。按照這種方式，我們可以把幾個程序共用的代碼放到一個dll中，這樣可以節省大量的空間，提高運行效率。同時在工業控制中對計算機的底層硬件進行訪問，以及利用各種控制接口板進行數據采集和控制時間，僅靠vb是無法解決的。解決這樣的問題可以間接使用動態鏈接庫來實現。

　　3.1 創建dll的三個基本成分

　　(1) libmain函數

　　它是windows dll的入口點，主要用來完成一些初始化任務;

　　(2) 出口函數wep

　　windows的dll必須包含一個標準的出口函數。在dll最終卸出之前，windows調用該函數作一些必要的清除工作(如釋放一些資源等);

　　(3) 自己的功能函數

　　windows95下vb編寫的程序是32位的，與之對應的dll也應是32位的。對于32位的dll，16位dll中的入口函數libmain、退出函數wep被dllentrypoint所代替。dllentrypoint入口和退出兩個函數服務。在每次裝入或卸下dll時，windows95調入dllentrypoint。

　　在vc++5.0中選擇file|new，在new對話框中選擇project workspace，再在new project workspace對話框中選擇dynamic-link library選項，并輸入工程項目名，即可生成動態鏈接庫的工作框架。

　　3.2 利用vc++5.0開發的dll的完整的程序清單

　　//dll源文件i0.cpp

　　#include

　　#include

　　int far pascal outport(unsigned)

　　short sport);

　　int far pascal outport(unsigned short port，int databyte);

　　//d11entrypoint函數

　　bool winapi d11entrypoint

　　(hinstance hd11，

　　dworddwreason，

　　lpvoid reserved)

　　{

　　switch(dwreason)

　　{

　　case dll_process_attach：

　　{

　　break;

　　｝

　　case dll_process_detach：

　　{

　　break;

　　｝

　　｝

　　return true;

　　｝

　　//兩個功能函數

　　int far pascal inport(unsigned short port)

　　{

　　reture(_inp(prot);

　　)

　　int far pascal outport(unsigned short port，int databyte)

　　{

　　int a;

　　a=_outp(port，databyte);

　　return a;

　　｝

　　//模塊定義文件i0.def

　　code preload moveable discardable

　　data preload single

　　exports

　　inport

　　outport

　　3.3 vb中的dll調用

　　dll函數或過程必須在全局模塊(*.bas)中正確說明才有效。vb是用declare語句把一個dll函數引入vb中的，它告訴vb在哪里找到dll函數，并且讓vb知道dll需要哪種類型的參數，同時返回哪種類型的值。當某個dll函數用declare語句正確聲明以后，就可以像使用其它函數一樣使用這個dll函數。

　　在vb應用程序的全局模塊中聲明i0.dll并將其放入windows/system目錄下，這樣就可以向使用windows api一樣使用i098中的inport和outport函數了。

　　declare function inport lib“io.d11”　　(byval prot as integer)as long

　　declare function outport lib“io.d11”　　(byval port as integer，byval

　　databyte as long)as long

　　4 應用實例

　　4.1 813b采集卡的初始化(采集卡基地址220h)

　　(1) 選通道

　　向22ah寫入相應的控制字選擇通道，寫入“0”表示0通道，寫入“1”代表1通道，依次類推

　　(2) 啟動ad轉換

　　向22ch寫入任意值，觸發ad轉換

　　(3) 讀入數據

　　把12位數據的低8位讀入224h，把高4位讀入225h中。

　　4.2 vb的編程實例

　　利用定時器實現定時采集在vb中，可利用定時器的interval屬性設置每秒鐘采集的次數，把采集段程序放在定時器的timer事件中來實現數據采集。對于一般計算機來講，由于受系統硬件能力的限制，定時器每秒鐘最多只能產生18個事件，若時間間隔設置得過小，將達不到預期效果

　　應用實例下面給出數據采集軟件程序中部分主要源代碼

　　以采集某0～100℃的溫度信號(經溫度變送器轉換為0~5v)為例，設定a/d板為單極性輸入方式，i/o端口基地址為220h，放大倍率為1

　　在module1中聲明：

　　declare function outport lib “io.dll” (byval

　　portasinteger，byvaldataasinteger)

　　declare function inport lib“io.dll”(byval portasinteger asinteger)

　　dll文件已拷貝到windows的system目錄下

　　采集程序部分：

　　private sub timerwd-timer()

　　chwd=1 //設定溫度通道號為1

　　x=outport(&h22a，chwd) //輸入通道號

　　y=outport(&h2c，0 ) //啟動a/d轉換

　　j=1

　　dowhilej《》0 //判斷a/d轉換是否結束

　　j=inport&h22a and 1

　　loop

　　adwl=inport(&h224) //a/d結果低8位送入變量adwh

　　adwh=inport (&h225) //a/d結果高4位送入變量adwl

　　adwdata=val(adwh-224)×256+val(adwl)

　　//12位a/d轉換結果

　　vwd=adwdata×10/4095 //對應的電壓

　　wd=100×vwd/5 //標度變換為實際溫度

　　…

　　endsub

　　幾點說明：

　　數據采集值是12位，放在2個地址里，其中224h存放數據的低8位(數據7~數據0)，225h的低4位存放采集數據的高4位(數據11~數據8)，225h的其它位自動變為1110。

　　則12位ad轉換的結果為：

　　adwdata=val(adwh-224)×256+val(adwl)，

　　其中224表示無采集數據時的自然值(即11100000)。

　　12位ad經ad轉換的最大值是212=4096

　　5 結束語

　　上述采用vb調用dll實現數據采集的方法有一定的通用性，上述程序全部經過測試通過，可作為類似控制的參考。