USB—4716模塊的C#應(yīng)用編程

馬聰

摘要：USB-4716是研華公司推出的通用數(shù)據(jù)采集，信號(hào)控制模塊，性能強(qiáng)大，易上手，支持Labview，VB，VC++，C#等多種編程控制方式。該文結(jié)合工作實(shí)踐介紹使用C#編程語(yǔ)言，Visual Studio開(kāi)發(fā)平臺(tái)，編寫(xiě)Windows圖形界面風(fēng)格Winform應(yīng)用程序的一般步驟，方法和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：USB4716；C#；Visual Studio；Winform

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）13-0084-02

隨著科技進(jìn)步，測(cè)控系統(tǒng)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于一個(gè)全新測(cè)控系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)，相比于以往完全重新搭建硬件平臺(tái)來(lái)構(gòu)建測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，使用成熟硬件模塊與通用軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)更加高效省時(shí)，同時(shí)這種設(shè)計(jì)思路也得到越來(lái)越多研發(fā)人員的青睞?；谀K化設(shè)計(jì)思路，成熟的硬件平臺(tái)以及通用軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言的設(shè)計(jì)理念，本文將介紹一種快速測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 平臺(tái)簡(jiǎn)介

1.1 硬件平臺(tái)

1.1.1 USB-4716模塊

1）16個(gè)單端/8個(gè)差分或組合方式模擬量輸入通道（ADC：analog to digital converter），16位精度，采樣率可達(dá)200KS/s；

2）2個(gè)模擬量輸出通道（DAC：digital to analog converter）；

3）8個(gè)數(shù)字量輸出通道（DO：digital output）；

4）8個(gè)數(shù)字量輸入通道（DI：digital input）；

5）USB通信和供電/支持熱插拔/LED指示燈/自動(dòng)校準(zhǔn)功能……

1.1.2 電腦

1） Window 2000/Windows XP/Windows 7操作系統(tǒng)；

2） 安裝Visual Studio 2005（VS）以上版本開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

1.2 軟件平臺(tái)

VS是目前最流行的Windows平臺(tái)應(yīng)用程序的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。C#是微軟公司發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮母呒?jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

2 軟件功能塊圖

系統(tǒng)分為3大部分，分別是電腦，USB-4716模塊以及外設(shè)部分，電腦用來(lái)編寫(xiě)運(yùn)行Winform程序，USB-4716是通用數(shù)據(jù)采集與控制模塊，外設(shè)根據(jù)應(yīng)用不同會(huì)有所差異。

程序軟件分為四大功能模塊，如圖1。

3 詳細(xì)軟件設(shè)計(jì)

軟件開(kāi)發(fā)流程依次為安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)，連接設(shè)備，打開(kāi)VS，創(chuàng)建C# Winform應(yīng)用程序，加載DLL，調(diào)用DLL方法編寫(xiě)程序等幾個(gè)步驟。建議在連接設(shè)備之前先安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)，連接設(shè)備之后通過(guò)Windows設(shè)備管理器查看設(shè)備連接情況確保設(shè)備連接成功，這樣安裝會(huì)比較順利。

設(shè)備驅(qū)動(dòng)中包含廠商開(kāi)發(fā)的DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，一旦加載完成，程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中就可以非常方便的調(diào)用DLL中的方法函數(shù)完成輸入輸出控制。其中比較常用的控件有：BufferedAiCtrl控件提供連續(xù)模擬信號(hào)輸入方法調(diào)用，可設(shè)置采樣頻率；BufferedAoCtrl控件提供連續(xù)模擬信號(hào)輸出控制，可輸出波形；InstantAiCtrl控件提供即時(shí)模擬輸入方法調(diào)用；InstantAoCtrl控件提供即時(shí)模擬輸出方法調(diào)用；InstantDiCtrl控件提供即時(shí)數(shù)字輸入方法調(diào)用；InstantDoCtrl控件提供即時(shí)數(shù)字輸出方法調(diào)用。

3.1 ADC數(shù)據(jù)采集處理與顯示

點(diǎn)擊Use Instant AI，選擇即時(shí)ADC采樣模式，點(diǎn)擊開(kāi)始采集一次ADC模擬數(shù)據(jù)。

點(diǎn)擊Use Buffered AI，選擇連續(xù)采樣模式，點(diǎn)擊開(kāi)始，按照設(shè)置的采樣率連續(xù)采集ADC模擬數(shù)據(jù)，直至收到停止命令。

3.2 DAC模擬量輸出控制

點(diǎn)擊Use Instant AO，選擇即時(shí)DAC輸出模式，點(diǎn)擊開(kāi)始輸出本次設(shè)置DAC電壓值。

點(diǎn)擊Use Buffered AO，選擇連續(xù)DAC輸出模式，點(diǎn)擊開(kāi)始，按照設(shè)置的輸出頻率連續(xù)輸出設(shè)置的DAC電壓值，直至收到停止命令。

3.3 數(shù)字量輸出控制

默認(rèn)DO數(shù)字輸出狀態(tài)為低電平，點(diǎn)擊DO端口地址圖標(biāo)，變?yōu)樗{(lán)色，輸出狀態(tài)更新為高電平輸出。

3.4 數(shù)字量輸入采集與顯示

默認(rèn)DI狀態(tài)實(shí)時(shí)更新，在沒(méi)有外接輸入狀態(tài)下，內(nèi)部弱上拉配置DI輸入為邏輯高電平，一旦接收到物理低電平，即更新顯示狀態(tài)為邏輯低電平。

3.5 源代碼示例

以下是C#編寫(xiě)的ADC采樣代碼，在ADSampling方法中直接調(diào)用instantAiCtrl1.Read方法，實(shí)現(xiàn)任意通道ADC信號(hào)的單次讀取，簡(jiǎn)單易用。

public void ADSampling（int ADCChannel， ref double[] m_dataScaled）

{ if （instantAiCtrl1.Read（0， ADCChannel， m_dataScaled） ！= ErrorCode.Success） …… }

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，我們發(fā)現(xiàn)使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集與信號(hào)控制模塊USB-4716，結(jié)合VS開(kāi)發(fā)平臺(tái)，C#編程語(yǔ)言，可以很方便地搭建數(shù)據(jù)采集與信號(hào)控制平臺(tái)，極大地提高了工作效率，節(jié)約了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)間。更重要的是，在更換測(cè)試需求后，可以通過(guò)簡(jiǎn)單更改外設(shè)配件以及代碼移植實(shí)現(xiàn)全新測(cè)試功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] USB-4716 用戶(hù)手冊(cè)——研華科技，2010年2月第一版 [EB/OL].http：//downloadt.advantech.com.cn/ProductFile/Downloadfile2/1-HU9ZV3/USB-4716_user_manual（CH）_ed.1.pdf.

[2] Windows驅(qū)動(dòng)程序DAQNavi_USB4716_3.2.6.0.exe——研華科技 [EB/OL]. （2015-10-08）.http：//support.advantech.com.cn/support/DownloadSRDetail_New.aspx？SR_ID=1-FCIIF6&Doc _Source=Download.