USB接口多路高速数据采集系统在LABVIEW平台的设计

系统软件设计

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VisualC++编写DLL(动态连接库)，最后再调用DLL来开发应用程序。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，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。

LABVIEW及其对VISA的调用　

VISA(VirtualInstrumentSoftwareArchitecture)是一个用来与各种仪器总线进行通讯的高级应用编程接口(API)，不受平台、总线和环境的限制，可用来对USB、GPIB、串口、VXI、PXI和以太网系统进行配置、编程和调试。当进行USB通信时，VISA提供了两类函数供LABVIEW调用：USBINSTR设备与USBRAW设备。USBINSTR设备是符合USBTMC协议的USB设备，可以通过使用USBINSTR类函数控制，通信时无需配置NI-VISA；而USBRAW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DriverDevelopmentwizard(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-VISAInteractiveControl(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。

(2)与Nl-VISA相配合的LABVIEW模板中VI子节点　

ViOpen，打开并指定VISAresourcename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；

ViWrite，向VISAresourcename指定的设备写入数据；

ViRead，从VISAresourcename指定的设备读出数据；

ViClose，结束设备读写并关闭与指定设备的连接。　

(3)USBRAW设备读写的操作

USBRAW设备的读写流程图如图5所示。

前面板部分

LABVIEW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，使创建的程序模块化且编制简单直观。一个LABVIEW程序分为3部分；前面板、框图程序和图标/接线端口。前面板提供与用户交互的图形化界面，通过面板上的各种按钮、开关等控件可以实现对整个系统的操作或控制；实时波形显示窗口能对产生的信号波形进行预览和监视。还可以通过LABVIEW波形显示器自带的功能对波形进行观察和测量，对稳定的周期信号可以直接准确地读出幅值和频率，采集的正弦波波形如图6所示

结束语

随着电子计算机的广泛应用，社会的数字化程度越来越高，数据采集也越来越重要，本系统是一种通用的高速数据采集系统，可用于生物电波、电子学频谱、声波分析等瞬态信号的实时采集和观察等场合。其中基于USB总线的高速数据采集系统具有可靠性高、数据不丢失、抗干扰性强、便于数据传输和处理等优点，因而具有良好的应用前景和实用价值。