數(shù)據(jù)采集卡的應(yīng)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(shù)據(jù)采集卡。該卡不僅性能優(yōu)異，而且有完善的軟件支持，使得此卡能廣泛適用于工業(yè)自動化系統(tǒng)、自動化設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。vb是一種高效、易學(xué)易用的開發(fā)工具。一些工業(yè)測控系統(tǒng)中，需要計算機(jī)從現(xiàn)場獲取實際數(shù)據(jù)或發(fā)出控制命令，這就需要計算機(jī)實現(xiàn)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(jìn)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(chuàng)建動態(tài)鏈接庫(dll)，利用dll進(jìn)行調(diào)用來實現(xiàn)端口訪問與控制。本文以此卡為例，詳細(xì)介紹了在vb環(huán)境下的應(yīng)用。

　　2 pcl-813b數(shù)據(jù)采集卡簡介

　　813b是基于isa結(jié)構(gòu)的，需插在計算機(jī)的isa槽中。它采用了12位分辨率a/d轉(zhuǎn)換器(ad574)，用來轉(zhuǎn)換模擬輸入，轉(zhuǎn)換時間為25μs，數(shù)據(jù)傳送速率達(dá)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(zhuǎn)換觸發(fā)方式為軟件觸發(fā); 813b支持32路單端隔離模擬量輸入，最大連續(xù)過壓±30v。

　　813b是一種通用型數(shù)據(jù)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(guān)(sw1)和1個跳線器(jp100)，可由用戶自行設(shè)置，以滿足不同的需要。

　　813b使用16個連續(xù)的i/o地址，其i/o基地址有開關(guān)sw1選擇，有效地址從000~3f0h(十六進(jìn)制)。sw1開關(guān)共有6個微型撥碼開關(guān)，其撥碼組合與對應(yīng)的基地址有關(guān)系。

　　輸入范圍選擇：如使用單極性輸入，把開關(guān)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(shù)是1，允許輸入0~10v;放大倍數(shù)是2，允許輸入0~5v;放大倍數(shù)8，允許輸入0~1.25v。放大倍數(shù)由軟件控制。

　　3 動態(tài)鏈接庫dll的編寫

　　在vb中要利用dll進(jìn)行調(diào)用來實現(xiàn)板卡的訪問與控制，首先要編寫動態(tài)鏈接庫dll。

　　在windows98中，應(yīng)用程序采取一種成為“動態(tài)鏈接庫”的特殊函數(shù)集來實現(xiàn)代碼和資源的共享，以最大限度地節(jié)省資源。之所以稱為“動態(tài)”，是因為它們是在運(yùn)行期間鏈接到應(yīng)用程序的，而不是在編譯期間。創(chuàng)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(yùn)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(jié)省大量的空間，提高運(yùn)行效率。同時在工業(yè)控制中對計算機(jī)的底層硬件進(jìn)行訪問，以及利用各種控制接口板進(jìn)行數(shù)據(jù)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(tài)鏈接庫來實現(xiàn)。

　　3.1 創(chuàng)建dll的三個基本成分

　　(1) libmain函數(shù)

　　它是windows dll的入口點(diǎn)，主要用來完成一些初始化任務(wù);

　　(2) 出口函數(shù)wep

　　windows的dll必須包含一個標(biāo)準(zhǔn)的出口函數(shù)。在dll最終卸出之前，windows調(diào)用該函數(shù)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(shù)

　　windows95下vb編寫的程序是32位的，與之對應(yīng)的dll也應(yīng)是32位的。對于32位的dll，16位dll中的入口函數(shù)libmain、退出函數(shù)wep被dllentrypoint所代替。dllentrypoint入口和退出兩個函數(shù)服務(wù)。在每次裝入或卸下dll時，windows95調(diào)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(tài)鏈接庫的工作框架。

　　3.2 利用vc++5.0開發(fā)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(shù)

　　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(shù)

　　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(diào)用

　　dll函數(shù)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(shù)引入vb中的，它告訴vb在哪里找到dll函數(shù)，并且讓vb知道dll需要哪種類型的參數(shù)，同時返回哪種類型的值。當(dāng)某個dll函數(shù)用declare語句正確聲明以后，就可以像使用其它函數(shù)一樣使用這個dll函數(shù)。

　　在vb應(yīng)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(shù)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)換

　　向22ch寫入任意值，觸發(fā)ad轉(zhuǎn)換

　　(3) 讀入數(shù)據(jù)

　　把12位數(shù)據(jù)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(xiàn)定時采集在vb中，可利用定時器的interval屬性設(shè)置每秒鐘采集的次數(shù)，把采集段程序放在定時器的timer事件中來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。對于一般計算機(jī)來講，由于受系統(tǒng)硬件能力的限制，定時器每秒鐘最多只能產(chǎn)生18個事件，若時間間隔設(shè)置得過小，將達(dá)不到預(yù)期效果

　　應(yīng)用實例下面給出數(shù)據(jù)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(jīng)溫度變送器轉(zhuǎn)換為0~5v)為例，設(shè)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(shè)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(zhuǎn)換

　　j=1

　　dowhilej《》0 //判斷a/d轉(zhuǎn)換是否結(jié)束

　　j=inport&h22a and 1

　　loop

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

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

　　adwdata=val(adwh-224)×256+val(adwl)

　　//12位a/d轉(zhuǎn)換結(jié)果

　　vwd=adwdata×10/4095 //對應(yīng)的電壓

　　wd=100×vwd/5 //標(biāo)度變換為實際溫度

　　…

　　endsub

　　幾點(diǎn)說明：

　　數(shù)據(jù)采集值是12位，放在2個地址里，其中224h存放數(shù)據(jù)的低8位(數(shù)據(jù)7~數(shù)據(jù)0)，225h的低4位存放采集數(shù)據(jù)的高4位(數(shù)據(jù)11~數(shù)據(jù)8)，225h的其它位自動變?yōu)?110。

　　則12位ad轉(zhuǎn)換的結(jié)果為：

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

　　其中224表示無采集數(shù)據(jù)時的自然值(即11100000)。

　　12位ad經(jīng)ad轉(zhuǎn)換的最大值是212=4096

　　5 結(jié)束語

　　上述采用vb調(diào)用dll實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的方法有一定的通用性，上述程序全部經(jīng)過測試通過，可作為類似控制的參考。