LabWindowsCVI入門之第三章計算機外設開發(fā)

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通過上一章節(jié)的學習，大家已經(jīng)把握了在CVI下開發(fā)GUI應用程序的基本步驟和基本方法。CVI的重要應用是工業(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)，所以對于學習CVI來說僅僅把握GUI程序的開發(fā)還遠遠不夠。實際生產(chǎn)生活中，有些設備要求能夠滿足軍用或工業(yè)領域惡劣環(huán)境或極端天氣下對于可靠性的要求，有些設備要求能夠滿足快速大容量數(shù)據(jù)的持續(xù)傳輸?shù)囊?，有些設備要求能夠滿足防塵防水防暴防震防撬的要求，有些設備要求滿足低成本的要求，紛繁的要求導致了不同的接口標準以及接口協(xié)議的誕生。僅僅把握了CVI下GUI的編程只能說是對CVI入門，卻沒有充分的體會到CVI的精華。在紛繁的接口與特性化的需求下，開發(fā)簡捷高效、穩(wěn)定易用、用戶體驗良好的程序才是我們學習CVI的終極目標。

3.1計算機組件編程

在本節(jié)中，我們將會接觸到在CVI下進行文件操作、音頻播放、OpenGL操作、SQL數(shù)據(jù)庫查詢、剪貼板操作、動態(tài)數(shù)據(jù)交換、ActiveX控件操作、調(diào)用.Net操作等相關內(nèi)容。在介紹相關內(nèi)容時，我們只介紹原理與CVI對應的函數(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中進行文件操作

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

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

（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，同時換行。（9）DeleteFile刪除文件（10）RenameFile重命名文件（11）CopyFile復制文件

下面給出了一個簡單的新建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。程序運行結果如圖3-2所示。

圖3-1文本文件內(nèi)容

圖3-2程序運行結果

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

3.1.2網(wǎng)絡通信：在CVI中調(diào)用TCP庫

在測控領域，隨著網(wǎng)絡計算、遠程監(jiān)控與遠程診斷等在儀器儀表領域的應用與發(fā)展，網(wǎng)絡通信已經(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系，知道了IP地址、子網(wǎng)掩碼、DNS、網(wǎng)關是什么。若對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通信的相關內(nèi)容。

利用TCP函數(shù)庫進行網(wǎng)絡傳輸都要涉及服務器端和客戶端。TCP服務器可以通過網(wǎng)絡向用戶應用程序發(fā)送數(shù)據(jù)和從客戶應用程序接收數(shù)據(jù)。TCP客戶可以向TCP服務應用程序發(fā)送連接請求，并從服務器接收數(shù)據(jù)和向服務器發(fā)送數(shù)據(jù)。服務器需要注冊，注冊以后等待客戶向它發(fā)送連接請求，而客戶只能向已經(jīng)存在的服務器發(fā)送連接請求。運行TCP服務器應用程序的計算機一般叫做主機。服務器端的傳輸控制函數(shù)如下：（1）RegisterTCPServer注冊TCP服務器（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服務器（5）DisconnectTCPClient斷開與客戶端的連接

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

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

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

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。下面給出了一個簡單的建立TCP服務器，并通過客戶端連接TCP服務器的例子。在該例如程序中，TCP服務器運行后客戶端向服務器發(fā)送“Hello,I'mclient.〞的文本信息，服務器向客戶端返回“OK〞信息。TCP服務器代碼如下：

TCP客戶端的代碼如下：

TCP服務器與TCP客戶端的程序分別保存在兩個不同的工程中。運行時，先運行TCP服務器程序，再運行TCP客戶端程序，運行效果如所示。

圖3-3TCP例如程序運行結果

3.1.3網(wǎng)絡通信：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是應用層的協(xié)議，它基于TCP協(xié)議，負責進行文件的傳輸。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程服務器主機上（2）InetFTPAutoRetrieve將指定遠程服務器上的文件傳輸?shù)奖緳C上。

Telnet協(xié)議也是應用層的協(xié)議，同樣基于TCP協(xié)議，是Internet遠程登陸服務的標準協(xié)議和主要方式。CVI提供了對Telnet操作的以下函數(shù)：（1）InetTelnetOpen建立Telnet連接

（2）InetTelnetRead從Telnet服務器中讀取數(shù)據(jù)（3）InetTelnetWrite向Telnet服務器寫數(shù)據(jù)（4）InetTelnetClose關閉Telnet連接

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

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

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

（1）InetPop3Open連接POP3服務器

（2）InetPop3Close關閉與POP3服務器的連接

（3）InetPop3GetNumMessages獲取POP3服務器上的消息數(shù)量（4）InetPop3GetMessageSize獲取POP3服務器上消息的大?。?）InetPop3GetMessageInfo獲取POP3服務器上郵件的具體信息（6）InetPop3DeleteMessage刪除POP3服務器上的消息（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)絡通信：在CVI中調(diào)用DataSocket庫

DataSocket技術是NI公司推出的面向測控領域的網(wǎng)絡通信技術。DataSocket技術基于Microsoft的COM和ActiveX技術，對TCP/IP協(xié)議進行高度封裝，面向測量和自動化應用，用于共享和發(fā)布實時數(shù)據(jù)DamSockd能有效地支持本地計算機上不同應用程序?qū)μ囟〝?shù)據(jù)的同時應用，以及網(wǎng)絡和不同計算機的多個應用程序之間的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)跨機器、跨語言、跨進程實時數(shù)據(jù)共享。

在測試測量過程中，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)就可以直接進行高層應用程序的開發(fā)，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，而不必關心底層的實現(xiàn)細節(jié)，從而簡化通信程序的編寫過程、提高編程效率。

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

Manager是一個獨立運行的程序，主要功能有：設置DataSocketServer連接的客戶端程序的最大數(shù)目和創(chuàng)立數(shù)據(jù)項的最大數(shù)目：創(chuàng)立用戶組和用戶；設置用戶創(chuàng)立和讀寫數(shù)據(jù)項的權限；限制身份不明的客戶對服務器進行訪問和攻擊。例如，將Manager中的DefaultReader設置為everyhost，則網(wǎng)中的每臺客戶計算機都可以讀取服務器上的數(shù)據(jù)。Manager對

DataSocketServer的配置必需在本地計算機上進行，而不能遠程配置或通過運行程序來配置。

DataSocketServer是一個必需運行在服務器端的程序，負責監(jiān)管Manager中所設定的具有各種權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TCP/IP進行優(yōu)化和管理，簡化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)。它可以和測控應用程序安裝在同一臺計算機上，也可以分裝在不同的計算機上，以便用防火墻進行隔離來增加整個系統(tǒng)的安全性。DataSocketServer不會占用測控計算機CPU的工作時間，測控應用程序可以運行得更快。使用DataSocket技術進行通信時服務器和客戶端得計算機上筆形都進行DataSocketServer。

DataSocketAPI提供獨立的接口，用于不同的語言平臺內(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。一般由服務器進行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)需要將測量地數(shù)據(jù)寫入DataSocket數(shù)據(jù)公共區(qū)，然后客戶端通過網(wǎng)絡從數(shù)據(jù)公共區(qū)讀取所需地測量數(shù)據(jù)。DataSocket庫函數(shù)介紹如下。

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

（2）DS_DiscardObjHandle釋放DataSocket句柄和它占用的相關資源（3）DS_GetDataType獲取DataSocket對象的數(shù)據(jù)類型（4）DS_GetDataValue獲取DataSocket對象相關的數(shù)據(jù)值（5）DS_SetDataValue設置DataSocket對象相關的數(shù)據(jù)值

（6）DS_Update在寫連接，把DataSocket對象的屬性和數(shù)據(jù)寫到DataSocket服務器；在讀連接，從DataSocket服務器讀取DataSocket對象的屬性和數(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返回描述庫錯誤的字符串

DataSocket是一個獨立于平臺的解決方案，限于篇幅，此處不再給出DataSocket的例如程序，感興趣的同學可以通過CVI安裝目錄下的samples中datasocket相關部分自行學習。

3.1.5在CVI中使用音頻動畫

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

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

動畫控件是由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函數(shù)：（1）AnimateCtrl_Create直接創(chuàng)立動畫控件（此函數(shù)會自動在編輯界面添加PictureRing控件，但不會自動給PictureRing添加圖片）

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

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動畫。音頻

同樣CVI也提供了對音頻播放功能的支持。CVI只提供了對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默認提供對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本身就是一個功能強大的庫，目前好多3D游戲都是基于OpenGL設計，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是一個用來訪問數(shù)據(jù)庫的軟件工具包。工具包里包含了一個用來完成一般數(shù)據(jù)庫任務的高級函數(shù)集。在其基礎上，可實現(xiàn)定制任務等高級功能的開發(fā)。LabWindows/CVISQL工具包提供若干ODBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器，工具包符合ODBC標準，因此對任何符合ODBC數(shù)據(jù)庫驅(qū)動器均可使用。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實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作的流程圖，一般對ODBC數(shù)據(jù)庫進行操作都是根據(jù)圖3-5的說明依次調(diào)用內(nèi)部的函數(shù)實現(xiàn)的。連接