LabWindowsCVI入門之第三章計(jì)算機(jī)外設(shè)開發(fā)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——LabWindowsCVI入門之第三章計(jì)算機(jī)外設(shè)開發(fā)LabWindows/CVI入門之第三章：計(jì)算機(jī)外設(shè)開發(fā)

通過上一章節(jié)的學(xué)習(xí)，大家已經(jīng)把握了在CVI下開發(fā)GUI應(yīng)用程序的基本步驟和基本方法。CVI的重要應(yīng)用是工業(yè)接口通信、繁雜的數(shù)據(jù)采集和儀器控制系統(tǒng)的開發(fā)，所以對(duì)于學(xué)習(xí)CVI來說僅僅把握GUI程序的開發(fā)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實(shí)際生產(chǎn)生活中，有些設(shè)備要求能夠滿足軍用或工業(yè)領(lǐng)域惡劣環(huán)境或極端天氣下對(duì)于可靠性的要求，有些設(shè)備要求能夠滿足快速大容量數(shù)據(jù)的持續(xù)傳輸?shù)囊?，有些設(shè)備要求能夠滿足防塵防水防暴防震防撬的要求，有些設(shè)備要求滿足低成本的要求，紛繁的要求導(dǎo)致了不同的接口標(biāo)準(zhǔn)以及接口協(xié)議的誕生。僅僅把握了CVI下GUI的編程只能說是對(duì)CVI入門，卻沒有充分的體會(huì)到CVI的精華。在紛繁的接口與特性化的需求下，開發(fā)簡(jiǎn)捷高效、穩(wěn)定易用、用戶體驗(yàn)良好的程序才是我們學(xué)習(xí)CVI的終極目標(biāo)。

3.1計(jì)算機(jī)組件編程

在本節(jié)中，我們將會(huì)接觸到在CVI下進(jìn)行文件操作、音頻播放、OpenGL操作、SQL數(shù)據(jù)庫查詢、剪貼板操作、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換、ActiveX控件操作、調(diào)用.Net操作等相關(guān)內(nèi)容。在介紹相關(guān)內(nèi)容時(shí)，我們只介紹原理與CVI對(duì)應(yīng)的函數(shù)功能，具體使用方法需要大家查詢CVI的幫助文檔。

3.1.1在CVI中進(jìn)行文件操作

在程序運(yùn)行時(shí)，往往需要將一些數(shù)據(jù)（運(yùn)行的最終結(jié)果或中間數(shù)據(jù)）輸出到磁盤上存放起來，以后需要時(shí)再從磁盤中輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存。這樣就需要對(duì)文件進(jìn)行讀寫操作，LabWindows/CVI中對(duì)文件讀寫操作的常用函數(shù)如下：

（1）OpenFile開啟一個(gè)文件用以讀或者寫，函數(shù)返回文件句柄；（2）CloseFile關(guān)閉指定的文件；

（3）ReadFile從文件中讀取指定字節(jié)數(shù)的內(nèi)容到字符串緩沖區(qū)；（4）WriteFile將字符串緩沖區(qū)中指定字節(jié)數(shù)的內(nèi)容寫到文件中；（5）ArrayToFile將數(shù)組內(nèi)容保存到文件中；（6）FileToArray從文件中讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)組中。（7）ReadLine從文件讀取字節(jié)直到換行。

（8）WriteLine將緩沖區(qū)中指定的字節(jié)數(shù)寫入文件中，同時(shí)換行。（9）DeleteFile刪除文件（10）RenameFile重命名文件（11）CopyFile復(fù)制文件

下面給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的新建test.txt文件，并且向文本文件中寫入字符并讀出來的例子。

該函數(shù)運(yùn)行之后，將在工程文件夾下新建一test.txt的文本文件，文件內(nèi)容如圖3-1所示。程序運(yùn)行結(jié)果如圖3-2所示。

圖3-1文本文件內(nèi)容

圖3-2程序運(yùn)行結(jié)果

與文件讀寫有關(guān)的函數(shù)可以在FormattingandI/OLibrary的FileI/O中找到，與文件操作有關(guān)的函數(shù)可以在UtilityLibrary的FileUtilities中找到，與文件夾有關(guān)的函數(shù)可以在UtilityLibrary的DirectoryUtilities中找到。另外，ANSIC中對(duì)文件的操作的函數(shù)如fopen、fread、fputs等函數(shù)在CVI中依舊可以使用。

3.1.2網(wǎng)絡(luò)通信：在CVI中調(diào)用TCP庫

在測(cè)控領(lǐng)域，隨著網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、遠(yuǎn)程監(jiān)控與遠(yuǎn)程診斷等在儀器儀表領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信已經(jīng)成為儀器的基本功能。CVI也提供了Internet庫、TCP庫、DataSocket庫以供用戶使用。

Internet庫主要提供了FTP協(xié)議、Telnet協(xié)議以及POP3協(xié)議的客戶端的函數(shù)支持。TCP庫主要提供了基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)函數(shù)。

DataSocket庫提供了比TCP更加便利有效的NI推出的DataSocket的操作函數(shù)。在本小節(jié)的介紹之前，我們假設(shè)大家已經(jīng)知道了TCP/IP協(xié)議、FTP協(xié)議、POP3協(xié)議、HTTP協(xié)議、Telnet協(xié)議以及他們之間的相互關(guān)系，知道了IP地址、子網(wǎng)掩碼、DNS、網(wǎng)關(guān)是什么。若對(duì)以上問題有含混之處，建議馬上通過Google等手段理解這些概念。本節(jié)主要介紹TCP通信的相關(guān)內(nèi)容。

利用TCP函數(shù)庫進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸都要涉及服務(wù)器端和客戶端。TCP服務(wù)器可以通過網(wǎng)絡(luò)向用戶應(yīng)用程序發(fā)送數(shù)據(jù)和從客戶應(yīng)用程序接收數(shù)據(jù)。TCP客戶可以向TCP服務(wù)應(yīng)用程序發(fā)送連接請(qǐng)求，并從服務(wù)器接收數(shù)據(jù)和向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。服務(wù)器需要注冊(cè)，注冊(cè)以后等待客戶向它發(fā)送連接請(qǐng)求，而客戶只能向已經(jīng)存在的服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求。運(yùn)行TCP服務(wù)器應(yīng)用程序的計(jì)算機(jī)一般叫做主機(jī)。服務(wù)器端的傳輸控制函數(shù)如下：（1）RegisterTCPServer注冊(cè)TCP服務(wù)器（2）ServerTCPRead從客戶端讀取數(shù)據(jù)（3）ServerTCPWrite向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)（4）UnregisterTCPServer注銷TCP服務(wù)器（5）DisconnectTCPClient斷開與客戶端的連接

要是程序成為TCP服務(wù)器，必需要運(yùn)行RegisterTCPServer函數(shù)?？蛻舳说膫鬏斂刂坪瘮?shù)如下：

（1）ConnectToTCPServer連接到TCP服務(wù)器（2）ClientTCPServer從服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)（3）ClientTCPWrite向服務(wù)器寫數(shù)據(jù)

（4）DisconnectFromTCPServer斷開與TCP服務(wù)器的連接

另外CVI的TCP庫還提供了TCP的回調(diào)函數(shù)，并提供了連接開始（TCO_CONNECT）、斷開連接（TCP_DISCONNECT）以及數(shù)據(jù)有效（TCP_DATAREADY）3種消息。下面給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的建立TCP服務(wù)器，并通過客戶端連接TCP服務(wù)器的例子。在該例如程序中，TCP服務(wù)器運(yùn)行后客戶端向服務(wù)器發(fā)送“Hello,I'mclient.〞的文本信息，服務(wù)器向客戶端返回“OK〞信息。TCP服務(wù)器代碼如下：

TCP客戶端的代碼如下：

TCP服務(wù)器與TCP客戶端的程序分別保存在兩個(gè)不同的工程中。運(yùn)行時(shí)，先運(yùn)行TCP服務(wù)器程序，再運(yùn)行TCP客戶端程序，運(yùn)行效果如所示。

圖3-3TCP例如程序運(yùn)行結(jié)果

3.1.3網(wǎng)絡(luò)通信：在CVI中調(diào)用Internet庫

Internet庫主要提供了FTP協(xié)議、Telnet協(xié)議以及POP3協(xié)議的客戶端的函數(shù)支持。FTP是應(yīng)用層的協(xié)議，它基于TCP協(xié)議，負(fù)責(zé)進(jìn)行文件的傳輸。CVI通過封裝隱蔽了一些底層的FTP操作，提供了兩個(gè)便利的FTP操作函數(shù)：

（1）InetFTPAutoSend將本地的文件傳輸?shù)街付ǖ倪h(yuǎn)程服務(wù)器主機(jī)上（2）InetFTPAutoRetrieve將指定遠(yuǎn)程服務(wù)器上的文件傳輸?shù)奖緳C(jī)上。

Telnet協(xié)議也是應(yīng)用層的協(xié)議，同樣基于TCP協(xié)議，是Internet遠(yuǎn)程登陸服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和主要方式。CVI提供了對(duì)Telnet操作的以下函數(shù)：（1）InetTelnetOpen建立Telnet連接

（2）InetTelnetRead從Telnet服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)（3）InetTelnetWrite向Telnet服務(wù)器寫數(shù)據(jù)（4）InetTelnetClose關(guān)閉Telnet連接

（5）InetTelnetReadUntil從Telnet服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)，直到遇到指定字符或達(dá)到指定字節(jié)數(shù)或者超時(shí)

（6）InetTelnetRunScript在Telnet服務(wù)器上執(zhí)行指定的腳本

POP3也是應(yīng)用層的協(xié)議，基于TCP協(xié)議，規(guī)定個(gè)人計(jì)算機(jī)如何連接到互聯(lián)網(wǎng)上的郵件服務(wù)器進(jìn)行收發(fā)郵件。POP3協(xié)議允許用戶從服務(wù)器上把郵件存儲(chǔ)到本地主機(jī)（即自己的計(jì)算機(jī)）上，同時(shí)根據(jù)客戶端的操作刪除或保存在郵件服務(wù)器上的郵件。CVI提供了對(duì)POP3操作的以下函數(shù)：

（1）InetPop3Open連接POP3服務(wù)器

（2）InetPop3Close關(guān)閉與POP3服務(wù)器的連接

（3）InetPop3GetNumMessages獲取POP3服務(wù)器上的消息數(shù)量（4）InetPop3GetMessageSize獲取POP3服務(wù)器上消息的大?。?）InetPop3GetMessageInfo獲取POP3服務(wù)器上郵件的具體信息（6）InetPop3DeleteMessage刪除POP3服務(wù)器上的消息（7）InetPop3GetMessage獲取POP3電子郵件消息頭與內(nèi)容

（8）InetPop3ParseMessageHeader解析POP3郵件的消息頭

3.1.4網(wǎng)絡(luò)通信：在CVI中調(diào)用DataSocket庫

DataSocket技術(shù)是NI公司推出的面向測(cè)控領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。DataSocket技術(shù)基于Microsoft的COM和ActiveX技術(shù)，對(duì)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行高度封裝，面向測(cè)量和自動(dòng)化應(yīng)用，用于共享和發(fā)布實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)DamSockd能有效地支持本地計(jì)算機(jī)上不同應(yīng)用程序?qū)μ囟〝?shù)據(jù)的同時(shí)應(yīng)用，以及網(wǎng)絡(luò)和不同計(jì)算機(jī)的多個(gè)應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)跨機(jī)器、跨語言、跨進(jìn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。

在測(cè)試測(cè)量過程中，用戶只需要知道數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)庫及需要交換的數(shù)據(jù)就可以直接進(jìn)行高層應(yīng)用程序的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，而不必關(guān)心底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而簡(jiǎn)化通信程序的編寫過程、提高編程效率。

DataSocket包括DataSocketServerManager（以下簡(jiǎn)稱Manager），DataSocketServer和DataSocketAPI一部分。

Manager是一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的程序，主要功能有：設(shè)置DataSocketServer連接的客戶端程序的最大數(shù)目和創(chuàng)立數(shù)據(jù)項(xiàng)的最大數(shù)目：創(chuàng)立用戶組和用戶；設(shè)置用戶創(chuàng)立和讀寫數(shù)據(jù)項(xiàng)的權(quán)限；限制身份不明的客戶對(duì)服務(wù)器進(jìn)行訪問和攻擊。例如，將Manager中的DefaultReader設(shè)置為everyhost，則網(wǎng)中的每臺(tái)客戶計(jì)算機(jī)都可以讀取服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。Manager對(duì)

DataSocketServer的配置必需在本地計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，而不能遠(yuǎn)程配置或通過運(yùn)行程序來配置。

DataSocketServer是一個(gè)必需運(yùn)行在服務(wù)器端的程序，負(fù)責(zé)監(jiān)管Manager中所設(shè)定的具有各種權(quán)限的用戶組和客戶端程序之間的數(shù)據(jù)交換。DataSocketServer通過內(nèi)部數(shù)據(jù)自描述格式對(duì)TCP/IP進(jìn)行優(yōu)化和管理，簡(jiǎn)化Internet通信方式，提供自由的數(shù)據(jù)傳輸，可以直接傳送虛擬儀器程序所采集到的布爾型、數(shù)字型、字符串型、數(shù)組型和波形等常用類型的數(shù)據(jù)。它可以和測(cè)控應(yīng)用程序安裝在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，也可以分裝在不同的計(jì)算機(jī)上，以便用防火墻進(jìn)行隔離來增加整個(gè)系統(tǒng)的安全性。DataSocketServer不會(huì)占用測(cè)控計(jì)算機(jī)CPU的工作時(shí)間，測(cè)控應(yīng)用程序可以運(yùn)行得更快。使用DataSocket技術(shù)進(jìn)行通信時(shí)服務(wù)器和客戶端得計(jì)算機(jī)上筆形都進(jìn)行DataSocketServer。

DataSocketAPI提供獨(dú)立的接口，用于不同的語言平臺(tái)內(nèi)部多種數(shù)據(jù)類型的通讀。在LabVIEW中，DataSocketAPI被制作成ActiveX控件和一系列功能VI(VirtualInstrument)，用戶可以便利地使用。一般由服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)需要將測(cè)量地?cái)?shù)據(jù)寫入DataSocket數(shù)據(jù)公共區(qū)，然后客戶端通過網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)公共區(qū)讀取所需地測(cè)量數(shù)據(jù)。DataSocket庫函數(shù)介紹如下。

（1）DS_Open創(chuàng)立DataSocket對(duì)象并連接到數(shù)據(jù)源

（2）DS_DiscardObjHandle釋放DataSocket句柄和它占用的相關(guān)資源（3）DS_GetDataType獲取DataSocket對(duì)象的數(shù)據(jù)類型（4）DS_GetDataValue獲取DataSocket對(duì)象相關(guān)的數(shù)據(jù)值（5）DS_SetDataValue設(shè)置DataSocket對(duì)象相關(guān)的數(shù)據(jù)值

（6）DS_Update在寫連接，把DataSocket對(duì)象的屬性和數(shù)據(jù)寫到DataSocket服務(wù)器；在讀連接，從DataSocket服務(wù)器讀取DataSocket對(duì)象的屬性和數(shù)據(jù)（7）DS_SelectURL允許終端用戶選擇連接的DataSocketURL（8）DS_FreeMemory釋放DataSocket庫函數(shù)占用的內(nèi)存

（9）DS_GetLibraryErrorString返回描述庫錯(cuò)誤的字符串

DataSocket是一個(gè)獨(dú)立于平臺(tái)的解決方案，限于篇幅，此處不再給出DataSocket的例如程序，感興趣的同學(xué)可以通過CVI安裝目錄下的samples中datasocket相關(guān)部分自行學(xué)習(xí)。

3.1.5在CVI中使用音頻動(dòng)畫

在大量測(cè)控系統(tǒng)中，往往需要參與音頻、圖像、動(dòng)畫或具有互動(dòng)功能的3D模型。在本節(jié)中，我們將會(huì)詳細(xì)介紹如何向應(yīng)用程序中添加這些控件。圖像

在程序中添加圖像相對(duì)比較簡(jiǎn)單，CVI中直接提供了圖像控件，通過控件的幫助文檔很簡(jiǎn)單把握在GUI中添加圖像以及通過程序更改圖像的方法。動(dòng)畫

動(dòng)畫控件是由PictureRing（圖像列表）控件轉(zhuǎn)化而來，在編輯界面添加PictureRing之后，通過菜單-File-Open-FunctionTree（*.fp），開啟CVI安裝目錄下toolslib\\custctrl\\animate.fp文件，在CVI窗口的左下角即出現(xiàn)AnimationControl的庫。庫中提供了如下四個(gè)函數(shù)：（1）AnimateCtrl_Create直接創(chuàng)立動(dòng)畫控件（此函數(shù)會(huì)自動(dòng)在編輯界面添加PictureRing控件，但不會(huì)自動(dòng)給PictureRing添加圖片）

（2）AnimateCtrl_ConvertFromPictRing將PictureRing控件轉(zhuǎn)換為動(dòng)畫控件（3）AnimateCtrl_SetAttribute設(shè)置動(dòng)畫控件的屬性（4）AnimateCtrl_GetAttribute獲取動(dòng)畫控件的屬性

另外在最新版的CVI中，Picture控件提供了gif的支持，用戶可以直接添加gif動(dòng)畫。音頻

同樣CVI也提供了對(duì)音頻播放功能的支持。CVI只提供了對(duì)wav文件播放的支持，若需要支持其他格式的文件需要調(diào)用其他的dll文件完成。函數(shù)為：sndPlaySound播放指定文件路徑的wav文件OpenGL

CVI默認(rèn)提供對(duì)OpenGL的支持，函數(shù)庫文件為cviogl.fp，位于CVI安裝目錄的

toolslib\\custctrl\\cviogl.fp。該函數(shù)庫文件包含了控件與作圖兩個(gè)子類的函數(shù)，可以完成創(chuàng)立、更新、刪除OpenGL控件以及獲取OpenGL控件屬性等功能。

特別需要注意的是，我們不僅可以使用cviogl.fp中提供的函數(shù)，OpenGL中通用的glau.lib、glu32.lib、opengl32.lib庫中的所有函數(shù)都可以使用。也就是說，OpenGL強(qiáng)大的功能也可以在CVI環(huán)境下發(fā)揮的淋漓盡致。

OpenGL本身就是一個(gè)功能強(qiáng)大的庫，目前好多3D游戲都是基于OpenGL設(shè)計(jì)，此處篇幅所限不再展開，感興趣的讀者可以將以前寫的OpenGL代碼移植到CVI環(huán)境下。

3.1.6在CVI中使用SQLToolKit

LabWindows/CVISQLToolkit是一個(gè)用來訪問數(shù)據(jù)庫的軟件工具包。工具包里包含了一個(gè)用來完成一般數(shù)據(jù)庫任務(wù)的高級(jí)函數(shù)集。在其基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)定制任務(wù)等高級(jí)功能的開發(fā)。LabWindows/CVISQL工具包提供若干ODBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)器，工具包符合ODBC標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)任何符合ODBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)器均可使用。常見的MicrosoftOfficeAccess支持的.accdb、.mdb文件都可以通過ODBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)器使用。

SQLToolkit并不隨CVI的安裝發(fā)行包一起安裝，用戶若想使用CVI開發(fā)數(shù)據(jù)庫需要額外從NI的官方網(wǎng)站下載：

/evaluation/cvi/pc/toolkits/NILWCVISQL220.exe利用CVISQLToolkit進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作尋常由以下五步完成：

連接數(shù)據(jù)庫-激活SQL連接-處理SQL語句-斷開SQL連接-斷開數(shù)據(jù)庫。

圖3-5提供了使用SQLToolkit實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作的流程圖，一般對(duì)ODBC數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作都是根據(jù)圖3-5的說明依次調(diào)用內(nèi)部的函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。連接