基于VB的数据采集卡的应用

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。
参考文献
[1] 三味创作室. vb6.0应用与提高[m]. 北京:科学出版社,1999.
作者简介
张智杰（1970-） 工程师 毕业于山东科技大学电气自动化专业，现主要从事计算机控制系统、plc应用系统的科研与教学工作。