数据采集卡的应用

　　1 引言

　　pcl-813b(简称813b)是台湾研华公司推出的一款基于pc的高性能、多功能数据采集卡。该卡不仅性能优异，而且有完善的软件支持，使得此卡能广泛适用于工业自动化系统、自动化设备监控系统，具有广阔的应用前景。vb是一种高效、易学易用的开发工具。一些工业测控系统中，需要计算机从现场获取实际数据或发出控制命令，这就需要计算机实现对i/o端口的控制与访问，但是vb不具备直接对硬件地址进行访问的功能，可以利用vc++编写访问i/o接口地址的程序，创建动态链接库(dll)，利用dll进行调用来实现端口访问与控制。本文以此卡为例，详细介绍了在vb环境下的应用。

　　2 pcl-813b数据采集卡简介

　　813b是基于isa结构的，需插在计算机的isa槽中。它采用了12位分辨率a/d转换器(ad574)，用来转换模拟输入，转换时间为25μs，数据传送速率达25kbps;输入范围：双极性±5v，±2.5v，±1.25v，±0.625v。单极性0～10v，0～5v，0～2.5v，0～1.25v; a/d转换触发方式为软件触发; 813b支持32路单端隔离模拟量输入，最大连续过压±30v。

　　813b是一种通用型数据采集卡，可以满足不同用户的不同要求。因此卡上有一个dip开关(sw1)和1个跳线器(jp100)，可由用户自行设置，以满足不同的需要。

　　813b使用16个连续的i/o地址，其i/o基地址有开关sw1选择，有效地址从000~3f0h(十六进制)。sw1开关共有6个微型拨码开关，其拨码组合与对应的基地址有关系。

　　输入范围选择：如使用单极性输入，把开关置在“u”位置，此时允许0~10v，0~5v，0~1.25v模拟量输入。如放大倍数是1，允许输入0~10v;放大倍数是2，允许输入0~5v;放大倍数8，允许输入0~1.25v。放大倍数由软件控制。

　　3 动态链接库dll的编写

　　在vb中要利用dll进行调用来实现板卡的访问与控制，首先要编写动态链接库dll。

　　在windows98中，应用程序采取一种成为“动态链接库”的特殊函数集来实现代码和资源的共享，以最大限度地节省资源。之所以称为“动态”，是因为它们是在运行期间链接到应用程序的，而不是在编译期间。创建一个exe文件时，会有许多例程链接到代码并放入exe文件中。但是dll中的例程则仅仅在实际运行时才链接到exe文件。按照这种方式，我们可以把几个程序共用的代码放到一个dll中，这样可以节省大量的空间，提高运行效率。同时在工业控制中对计算机的底层硬件进行访问，以及利用各种控制接口板进行数据采集和控制时间，仅靠vb是无法解决的。解决这样的问题可以间接使用动态链接库来实现。

　　3.1 创建dll的三个基本成分

　　(1) libmain函数

　　它是windows dll的入口点，主要用来完成一些初始化任务;

　　(2) 出口函数wep

　　windows的dll必须包含一个标准的出口函数。在dll最终卸出之前，windows调用该函数作一些必要的清除工作(如释放一些资源等);

　　(3) 自己的功能函数

　　windows95下vb编写的程序是32位的，与之对应的dll也应是32位的。对于32位的dll，16位dll中的入口函数libmain、退出函数wep被dllentrypoint所代替。dllentrypoint入口和退出两个函数服务。在每次装入或卸下dll时，windows95调入dllentrypoint。

　　在vc++5.0中选择file|new，在new对话框中选择project workspace，再在new project workspace对话框中选择dynamic-link library选项，并输入工程项目名，即可生成动态链接库的工作框架。

　　3.2 利用vc++5.0开发的dll的完整的程序清单

　　//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函数

　　bool winapi d11entrypoint

　　(hinstance hd11，

　　dworddwreason，

　　lpvoid reserved)

　　{

　　switch(dwreason)

　　{

　　case dll_process_attach：

　　{

　　break;

　　｝

　　case dll_process_detach：

　　{

　　break;

　　｝

　　｝

　　return true;

　　｝

　　//两个功能函数

　　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;

　　｝

　　//模块定义文件i0.def

　　code preload moveable discardable

　　data preload single

　　exports

　　inport

　　outport

　　3.3 vb中的dll调用

　　dll函数或过程必须在全局模块(*.bas)中正确说明才有效。vb是用declare语句把一个dll函数引入vb中的，它告诉vb在哪里找到dll函数，并且让vb知道dll需要哪种类型的参数，同时返回哪种类型的值。当某个dll函数用declare语句正确声明以后，就可以像使用其它函数一样使用这个dll函数。

　　在vb应用程序的全局模块中声明i0.dll并将其放入windows/system目录下，这样就可以向使用windows api一样使用i098中的inport和outport函数了。

　　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 应用实例

　　4.1 813b采集卡的初始化(采集卡基地址220h)

　　(1) 选通道

　　向22ah写入相应的控制字选择通道，写入“0”表示0通道，写入“1”代表1通道，依次类推

　　(2) 启动ad转换

　　向22ch写入任意值，触发ad转换

　　(3) 读入数据

　　把12位数据的低8位读入224h，把高4位读入225h中。

　　4.2 vb的编程实例

　　利用定时器实现定时采集在vb中，可利用定时器的interval属性设置每秒钟采集的次数，把采集段程序放在定时器的timer事件中来实现数据采集。对于一般计算机来讲，由于受系统硬件能力的限制，定时器每秒钟最多只能产生18个事件，若时间间隔设置得过小，将达不到预期效果

　　应用实例下面给出数据采集软件程序中部分主要源代码

　　以采集某0～100℃的温度信号(经温度变送器转换为0~5v)为例，设定a/d板为单极性输入方式，i/o端口基地址为220h，放大倍率为1

　　在module1中声明：

　　declare function outport lib “io.dll” (byval

　　portasinteger，byvaldataasinteger)

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

　　dll文件已拷贝到windows的system目录下

　　采集程序部分：

　　private sub timerwd-timer()

　　chwd=1 //设定温度通道号为1

　　x=outport(&h22a，chwd) //输入通道号

　　y=outport(&h2c，0 ) //启动a/d转换

　　j=1

　　dowhilej《》0 //判断a/d转换是否结束

　　j=inport&h22a and 1

　　loop

　　adwl=inport(&h224) //a/d结果低8位送入变量adwh

　　adwh=inport (&h225) //a/d结果高4位送入变量adwl

　　adwdata=val(adwh-224)×256+val(adwl)

　　//12位a/d转换结果

　　vwd=adwdata×10/4095 //对应的电压

　　wd=100×vwd/5 //标度变换为实际温度

　　…

　　endsub

　　几点说明：

　　数据采集值是12位，放在2个地址里，其中224h存放数据的低8位(数据7~数据0)，225h的低4位存放采集数据的高4位(数据11~数据8)，225h的其它位自动变为1110。

　　则12位ad转换的结果为：

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

　　其中224表示无采集数据时的自然值(即11100000)。

　　12位ad经ad转换的最大值是212=4096

　　5 结束语

　　上述采用vb调用dll实现数据采集的方法有一定的通用性，上述程序全部经过测试通过，可作为类似控制的参考。