虚拟仪器软件开发环境——LabWindows/CVI 6.0 编程指南
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9.3 仪器驱动程序开发
在设计、组建自动测试系统中,仪器的编程是一个系统中 费时费力的部分。系统中
的仪器可能由各个仪器供应厂家提供,而且系统设计人员对所有的仪器既需要完成底层的
仪器 I/O 操作,又需要完成高层的仪器交互能力,这大大增加了系统集成人员的负担。因
此仪器用户总是设法将仪器编程结构化、模块化以使控制特定仪器的程序能重复使用。因
此,一方面,对仪器编程语言提出了标准化的要求;另一方面,需要定义一层具有独立性
的模块化仪器操作程序,亦即具有相对独立性的仪器驱动程序。
随着虚拟仪器的出现,软件在仪器中的地位越来越重要,将仪器的编程完全留给用户
的传统方法也越来越与仪器的标准化、模块化趋势不符。I/O 接口软件作为一层独立软件
的出现,也使仪器编程任务划分。人们将处理与一特定仪器进行控制和通讯的一层较抽象
的软件定义为仪器驱动程序。更明确地说,仪器驱动程序就是一系列带有图形面板的高层
函数,它把诸如数据格式化、与 GPIB、VXI 等总线通信等低层操作包装成为直观的高层函
数,方便用户编程。仪器驱动程序一般是控制物理仪器的,但也有的是纯软件工具。
VXIplug&play 规范作为 VXI 总线系统软件级的标准,详细地规定了符合 VXI 总线即插
即用规范的虚拟仪器系统的仪器驱动程序的结构与设计,即 VPP 规范中的 VPP3.1~VPP3.4。
在这些规范中明确了仪器驱动程序的概念:仪器驱动程序是一套可被用户调用的子程序,
利用它就不必了解每个仪器的编程协议和具体编程步骤,只需调用相应的一些函数就可以
完成对仪器各种功能的操作,并且对仪器驱动程序的结构、功能及接口开发等作了详细规
定。这样,使用仪器驱动程序就可以大大简化仪器控制及测试程序的开发。
在这一节中,我们将以哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所研制的 64 路开关模
块(HITC301)为例,详细介绍开发仪器驱动程序的过程。驱动程序开发过程的每一步都
严格遵守 VPP 规范的要求, 终形成 VXIplug&play 仪器驱动程序。读者开发其它仪器的
驱动程序时,可以参照此开发过程,编写符合虚拟仪器领域软件规范的驱动程序。
9.3.1 VPP 仪器驱动程序模型
VPP 仪器驱动程序要求具有兼容性、一致性和开放性。VPP 规范对仪器驱动程序的要
求不仅适用于 VXI 仪器,也同样适用于 GPIB 仪器、串行口仪器。VPP 规范规定了仪器驱动
程序统一的设计实现方法,使用户在理解了一个仪器驱动程序之后,可以利用仪器驱动程
序的一致性,方便而有效地理解另一个仪器驱动程序。
为了达到此目标,VPP 规范提出了仪器驱动程序的两个基本结构模型,VPP 仪器驱动
程序都是围绕这两个模型编写的。
一、外部接口模型
仪器驱动程序的外部接口模型如图 9-2 所示,它表示了仪器驱动程序如何与外部软件
系统接口。
外部接口模型共分为五个部分。
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