摘要：介绍了以图形化编程语言labview为应用程序开发平台的usb数据采集处理系统的设计，并给出了labview对外部动态链接库的调用方法以及usb驱动程序的设计方法。

关键词：usb labview 数据采集

通用串行总线usb（universal serial bus）作为一种新型的数据通信接口在越来越广阔的领域得到应用。而基于usb接口的数据采集卡与传统的pci卡及isa卡相比具有即插即用、热插拔、传输速度快、通用性强、易扩展和性价比高等优点。

usb的应用程序一般用visual c++编写，较为复杂，花费的时间较长。由美国国家仪器（vi）公司开发的labview语言是一种基于图形程序的编程语言，内含丰富的数据采集、数据信号分析分析以及控制等子程序，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，易于调试、理解和维护，而且程序编程简单、直观。因此它特别适用于数据采集处理系统。利用它编制usb应用程序，把labview语言和usb总线紧密结合起来的数据采集系统将集成两者的优点。usb总线可以实现对外部数据实时高速的采集，把采集的数据传送到主机后再通过labview的功能模块顺利实现数据显示、分析和存储。

1 usb及其在数据采集设备中的应用

usb自1995年在comdex上亮相以来，已广泛地为各pc厂家所支持。现在生产的pc几乎都配置了usb接口，microsoft的windows 98、nt以及mac os、linux等流行操作系统都增加对usb的支持。usb具有速度快、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电、使用灵活等主要优点，应用越来越广泛。

一个实用的usb数据采集系统硬件一般包括微控制器、usb通信接口以及根据系统需要添加的a/d转换器和eprom、sram等。为了扩展其用途，还可以加上多路模拟开关和数字i/o端口。系统的a/d、数字i/o的设计可沿用传统的设计方法，根据采集的精度、速率、通道数等诸元素选择合适的芯片，设计时应充分注意抗干扰性，尤其对a/d采集更是如此。在微控制器和usb接口的选择上有两种方式：一种是采用普通单片机加上专用的usb通信芯片；另一种是采用具备usb通信功能的单片机。usb的另一大优点是可以总线供电，在数据采集设备中耗电量通道不大，因此可以设计成总线供电。

一个usb设备的软件一般包括主机的驱动程序、应用程序和写进rom里面的firmware。windows98提供了多种usb设备的驱动程序，但还没有一种专门针对数据采集系统，所以必须针对特定的设备编制驱动程序。尽管系统已经提供了很多标准接口函数，但编制驱动程序仍然是usb开发中最困难的一件事。通常采用windows ddk实现，但现在有许多第三方软件厂商提供了各种各样的生成工具，如compuware的driver works、blue waters的driver wizard等软件能够轻易地生成高质量的usb驱动程序。单片机程序的编制也同样困难，而且没有任何一家厂商提供了自动生成的工具。编制一个稳定、完善的单片机程序直接关系到设备性能，必须给予充分的重视。以上两个程序是开发者所关心的，而用户却不太关心。用户关心的是如何高效地通过鼠标操作设备，如何处理和分析采集进来的大量数据。因此还必须有高质量的用户软件。用户软件必须有友好的界面、强大的数据分析和处理能力以及提供给用户进行再开发的接口。

2 labview及其外部动态链接库的调用

labview是美国国家仪器（ni）公司开发的一种基于图形程序的虚拟仪表编程语言，其在测试与测量、数据采集、仪器控制、数字信号分析、工厂自动化等领域获得了广泛的应用。labview程序称为虚拟仪器程序（简称vi），主要包括两部分：前面板（即人机界面）和方框图程序。前面板用于模拟真实仪器的面板操作，可设置输入数值、观察输出值以及实现图表、文本等显示。框图程序应用图形编程语言编写，相当于传统程序的源代码。其用于传送前面板输入的命令参数到仪器以执行相应的操作。labview的强大功能在于层次化结构，用户可以把创建的vi程序当作子程序调用，以创建更复杂的程序，而且，调用阶数可以是任意的。labview这种创建和调用子程序的方法使创建的程序模块化，易于调试、理解和维护。labview编程方法与传统的程序设计方法不同，它拥有流程图程序设计语言的特点，摆脱了传统程序语言线形结构的束缚。labview的执行顺序依方块图间数据的流向决定，而不像一般通用的编程语言逐行执行。在编写方框图程序时，只需从功能模块中选用不同的函数图标，然后再以线条相互连接