计算机在测控领域的应用

（2）仪器驱动程序

每个仪器模块均有自己的仪器驱动程序。仪器驱动程序的实质是为用户提供了用于仪器操作的较抽象的操作函数集。对于应用程序来说，它对仪器的操作是通过仪器驱动程序来实现的；仪器驱动程序对于仪器的操作与管理，又是通过I／O软件所提供的统一基础与格式的函数库（VISA）的调用来实现的。对于应用程序设计人员来说，一旦有了仪器驱动程序，在不是十分了解仪器内部操作过程的情况下，也可以进行虚拟仪器系统的设计工作。虚拟仪器驱动程序是连接上层应用程序与底层I／O接口软件的纽带和桥梁。

（3）应用软件开发环境

应用软件开发环境的选择，可因开发人员的喜好不同而不同，但最终都必须提供给用户一个界面友好、功能强大的应用程序。在目前，虚拟仪器系统应用软件开发环境主要包括两种：

①基于传统的文本语言式的平台。主要是NI公司的LabWindows／CVI、Microsoft公司的VisualC＋＋、Visual Basic、Borland公司的Delphi等。

②基于图形化编程环境的平台。如HP公司的HPVEE、NI公司的LabVIEW等。图形化软件开发平台的提出，可以大大减轻系统开发人员的负担，使其将主要精力集中投入到系统设计中，而不再是具体软件细节的推敲上。

3　虚拟仪器的关键技术

虚拟仪器的发展领域非常广阔，开发虚拟仪器既要拥有计算机技术，又要拥有信息处理技术。总线技术是VI的一个关键问题，VI需要利用计算机的扩展槽、PCI插槽或ISA插槽，所以开发VI的仪器硬件，首先要确定应采用哪一种总线标准，PCI总线是一种最新的计算机总线规范，它兼容性强，功能全，传输率高，工作时钟频率33MHz，结构与处理器独立，适合于未来的计算机。1997年9月，美国NI公司发布了一项PXI总线标准，PXI（PCIExtention forInstrument）是PCI在仪器领域的扩展。开发VI可以考虑采用PXI标准，因为数据处理工作量大，VI的仪器硬件部分要尽量做得功能强大，否则，采用软件会影响仪器处理速度。目前，虚拟仪器已具备时域分析和频率域分析的功能，速度都非常快。

图形化的编程环境是VI技术的又一关键因素。1986年，NI公司推出了LabVIEW软件包，它简单直观、效率高、速度快、具有优化的图形编译机制，独特快捷的查错、调试方法，极大地提高了运行速度，采用LabVIEW可以数倍地提高系统开发速度。近年来基于Windows95和WindowsNT的开发平台成为后起之秀，可以使用Visual C＋＋、Visual Basic、BorlandC＋＋等功能强大的编程软件编写专用应用软件。

4　虚拟仪器的整体设计

在科学研究与工程实验室里，有各种各样的仪器与设备。如何提高它们的综合使用效率？如何对它们进行更有效的管理？是仪器用户值得考虑的问题。目前，最有效的方法是采用“虚拟仪器”技术。即充分利用计算机强大的管理与处理能力，以此为基础，将实验室相关设备搭配起来，构成一种全新的实验环境。实验室中的仪器与设备一般都是具有特定功能的单台设备。如果它们具有某种总线接口，就有可能进行虚拟仪器的构造。步骤如下：

1）确定所用仪器或设备的接口形式。如果仪器设备具有RS－232串行总线接口，则不用进行处理，直接用连线将仪器设备与计算机的RS－232串行接口连接即可；如果是GPIB或HP－IB接口，则需要额外配备一块GPIB－488接口板，将接口板插入计算机的ISA插槽，建立起计算机与仪器设备之间的通讯渠道；如果使用计算机来控制VXI总线设备，也需要配备一块GPIB接口卡，通过GPIB总线与VXI主机箱零槽模块通信，零槽模块的GPIB－VXI翻译器将GPIB的命令翻译成VXI命令并把各模块返回的数据以一定的格式传回主控计算机。由于计算机的RS－232串行接口有限，若仪器设备比较多，必要时必须扩展计算机的RS－232接口。市场上此类产品品种繁多，用户可以根据具体情况，选择合适的RS－232总线接口扩展产品。

2）确定所选择的接口卡是否具有设备驱动程序。接口卡的设备驱动程序是控制各种硬件接口的驱动程序，是连接主控计算机与仪器设备的纽带；如果有设备驱动程序，它适合于何种操作系统？如果没有，或者所带的设备驱动程序不符合用户所用的操作系统，用户就有必要针对所用接口卡，编写设备驱动程序。

3）确定应用管理程序的编程语言。如果用户有专业的图形化编程软件，如LabVIEW、HPVEE，那么就可以采用专业的图形化编程软件进行编程。如果没有此类软件，则可以采用通用编程语言，如VisualC＋＋、Visual Basic或者Delphi。由于它们易于使用、功能强大而倍受测控人员的青睐。

4）在硬件连接无误的情况下，编写用户的应用管理程序。