USB4711A使用手册.docx

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USB4711A使用手册

目录

1.介绍3

1.1概述3

1.2I/O接口3

1.3针脚定义3

1.4模拟量输入连接5

1.4.1单端通道连接5

1.4.2差分输入连接5

1.5模拟量输出连接（电压）6

1.6触发源连接7

1.6.1内部脉冲触发连接7

1.6.2外部触发源连接7

2.研华设备驱动应用7

3.函数参考8

3.1USB系列函数支持列表8

3.1.1Device函数组8

3.1.2模拟量输入函数组8

3.1.3模拟量输出函数组8

3.1.4数字量输入/输出函数组8

3.1.5Counter函数组8

4.使用函数9

4.1设备函数组9

4.1.1DRV_DeviceOpen11

4.1.2DRV_DeviceClose11

4.2模拟量输入函数组12

4.2.1DRV_AIConfig13

4.2.2DRV_AIVoltageIn14

4.2.3DRV_AIBinaryIn15

4.2.4DRV_AIScale16

4.3模拟量输出函数组17

4.3.1DRV_AOConfig18

4.3.2DRV_AOVoltageOut19

4.3.3DRV_AOBinaryOut21

4.3.4DRV_AOScale22

4.4Counter函数组23

4.4.1DRV_CounterEventStart24

4.4.2DRV_CounterEventRead25

4.4.3DRV_CounterReset26

5.VC中使用研华设备驱动编程指南27

5.1添加必要文件29

5.2编写代码30

5.3测试程序31

1.介绍

1.1概述

USB-4711A系列包括即插即用数据采集模块，因此无需再打开您的计算机机箱来安装板卡。

仅需插上模块，便可以采集到数据，简单高效。

USB-4711A是给任何带有USB端口的计算机增加测量和控制能力的最佳途径。

它通过USB端口获得所有所需的电源，因此无需连接外部的电源。

USB-4711A在一块卡上包含了所有的数据采集功能，如：

16路AI，2路AO，8路DI，8路DO，1路32位计数器，其中A/D数据采集为12位。

USB-4711A板卡如图1.1所示。

图1.1USB-4711A板卡

1.2I/O接口

USB-4711A配有插入式螺丝端子接口，因此连接模块时无需另外准备端子板或电缆。

1.3针脚定义

图1.2为USB-4711A上五个10针I/O接口的针脚定义。

两个接地参考AGND和DGND的用途不同，因此应分开使用。

不要将两者进行连接。

表1.1为I/O接口信号的描述。

图1.2I/O接口针脚定义

表1.1I/O接口信号描述

信号名

参考

方向

描述

AI<0…15>

AGND

输入

模拟量输入通道0~15。

AO0/AO1

AGND

输出

模拟量输出通道0/1。

AGND

-

-

模拟量输入输出接地

DI<0…7>

DGND

输入

数字量输入通道。

DO<0…7>

DGND

输出

数字量输出通道。

DGND

-

-

数字量接地。

GATE

DGND

输入

A/D外部触发门。

将GATE连接至+5V将禁用外部触发信号的输入。

EXT_TRG

DGND

输入

A/D外部触发。

此针脚为A/D转换的外部触发信号。

低-高沿将触发A/D转换。

EVT_IN

DGND

输入

外部事件输入通道。

P_OUT

DGND

输出

脉冲输出通道

1.4模拟量输入连接

USB-4711A支持16路单端/8路差分输入。

每个输入通道都可通过软件方式进行选择。

1.4.1单端通道连接

单端输入配置只为每个通道提供1根信号线，且被测电压（Vm）是以公共地为参考的线缆电压。

没有接地端的信号源称为“浮动信号源”。

将单端通道连接至浮动信号源尤为简单。

在这种模式下，USB-4711A为外部浮动信号源提供一个参考地。

图1.3为浮动信号源与USB-4711A的1个输入通道的单端通道连接。

图1.3单端输入通道连接

1.4.2差分输入连接

差分输入为每个通道提供两根信号线，两根信号线之间的电压差是可测量的。

在USB-4711A中，当所有通道都配置为差分输入，最多可有8个模拟通道。

如果信号源的一侧连接到地面，信号源作为参考地。

因此，信号源的地与板卡地将形成不完全相同的电压。

地面之间的电压差异，形成了一个共模电压（Vcm）。

为了避免共模电压引起的接地回路噪声的影响，您可以连接到低输入信号地面。

注：

在差分输入模式，输入通道n应使用通道n+1。

（N=0,2,4...14）

图1.4为USB-4711A的1个输入通道的差分输入通道连接。

图1.4差分输入通道连接

1.5模拟量输出连接（电压）

USB-4711A提供了2个模拟量输出通道，即AO0和AO1。

图1.5为USB-4711A的模拟量输出通道连接。

图1.5模拟量输出通道连接

1.6触发源连接

1.6.1内部脉冲触发连接

USB-4711A提供了2个16-bit计数器，可以连接至1个10MHz时钟。

计数器0负责输入通道的事件计数。

计数器1是1个16-bit定时器，用于脉冲触发。

计数器1输出的上升沿信号（低—高）将触发USB-4711A的A/D转换。

1.6.2外部触发源连接

除脉冲触发以外，USB-4711A还为A/D转换提供了外部触发。

将GATE信号连接至+5VDC源时，外部触发功能即被禁用。

断开与+5VDC源的连接即可启用外部触发功能。

2.研华设备驱动应用

研华Windows设备驱动是动态链接的。

以下列出了开发应用时必需的文件：

3.函数参考

3.1USB系列函数支持列表

3.1.1Device函数组

DRV_DeviceOpen

DRV_DeviceClose

DRV_DeviceGetFeatures

DRV_DeviceGetProperty

DRV_DeviceSetProperty

3.1.2模拟量输入函数组

DRV_AIConfig

DRV_AIGetConfig

DRV_AIBinaryIn

DRV_AIScale

DRV_AIVoltageIn

DRV_AIVoltageInExp

DRV_MAIConfig

DRV_MAIVoltageIn

DRV_MAIVoltageInExp

DRV_MAIBinaryIn

3.1.3模拟量输出函数组

DRV_AOConfig

DRV_AOScale

DRV_AOBinaryOut

DRV_AOVoltageOut

3.1.4数字量输入/输出函数组

AdxDioGetCurrentDoPortsState

AdxDioReadDiPorts

AdxDioWriteDoPorts

DRV_DioReadBit

DRV_DioWriteBit

DRV_DioReadPortByte

DRV_DioWritePortByte

DRV_DioReadPortWord

DRV_DioWritePortWord

DRV_DioReadPortDword

DRV_DioWritePortDword

DRV_DioGetCurrentDOBit

DRV_DioGetCurrentDOByte

DRV_DioGetCurrentDOWord

3.1.5Counter函数组

DRV_CounterEventStart

DRV_CounterEventRead

DRV_CounterReset

4.使用函数

函数描述

函数部分包括模拟量输入函数，模拟量输出函数，数字量输入函数，数字量输出函数等等。

研华的每个函数都将以如下形式出现：

status=FUNCTION_Name（parameter1,parameter2,...,parametern）（n>0），

每个函数都会返回一个状态，表明函数执行成功还是失败（保存在status变量中）。

Status（Value）

结果

UNSUCCESS（>0）

遇到错误，函数执行失败

SUCCESS（=0）

函数执行成功

Status是一个4字节的整型变量，在DRIVER.H里被定义。

4.1设备函数组

进行所有I/O操作时，必须首先调用DRV_DeviceOpen，通过设备号（DeviceNumber）打开设备得到设备句柄，以使用户访问该设备，然后调用一系列函数执行相应的功能。

结束操作时，调用DRV_DeviceClose关闭设备，释放由DRV_DeviceOpen分配的资源，基本流程如图4.1所示。

图4.1设备函数组应用流程

DeviceNumber（Type：

UnsignedLong，Size：

4bytes）

指定要进行I/O操作的设备，即要打开的设备的设备号。

设备号在AdvantechDeviceManager中初始化设备的时候分配。

比如“000：

AdvantechDEMOI/O=1H”，这个设备的设备号就为000，用户可以直接在DRV_DeviceOpen函数中指定要打开的设备号，也可以通过调用DRV_SelectDevice函数打开一个对话框选择需要的设备，从而取得相应的设备号。

DRV_DeviceOpen和DRV_DeviceClose函数

DRV_DeviceOpen打开设备号（DeviceNumber）指定的设备。

在I/O操作中，其它函数执行前必须先调用此函数。

与之对应，DRV_DeviceClose函数用来关闭设备。

DriverHandle（Type：

Long，Size：

4bytes）

指向的缓存保存了设备的设置信息。

函数DRV_DeviceOpen返回句柄（DriverHandle），其它进行I/O相关操作的函数使用该句柄来指定设备。

ErrorCode（Type：

UnsignedLong，Size：

4bytes）

驱动函数返回错误代码（ErrorCode）来表明函数执行是否成功。

当返回代码非零时，函数执行失败。

DRV_GetErrorMessage函数

DRV_GetErrorMessage函数通过错误代码获取出错信息。

4.1.1DRV_DeviceOpen

LRESULTDRV_DeviceOpen（ULONGDeviceNum，LONG*DriverHandle）;

用途：

通过指定的设备号（DeviceNum）来打开一个已经安装的设备，返回设备句柄DriverHandle以备后续操作。

与指定设备相关的所有操作都必须使用指向该设备的句柄（DriverHandle），所以用户在使用与设备所分配资源相关的任何一项操作，如DIO、AO、AI等之前，必须先调用此函数。

参数：

返回值：

1.SUCCESS：

执行成功。

2.LoadLibraryFailed：

动态链接库装载失败，请尝试重新安装驱动程序。

3.MemoryAllocateFailed：

驱动程序内部内存分配失败。

4.ConfigDataLost：

从注册表获取设备配置信息失败，这些信息可能已经丢失，请尝试重新安装驱动程序。

5.GetProcAddressFailed：

无法获得驱动程序函数地址，请尝试更新驱动程序。

注意事项：

与设备所分配资源相关的任何一项操作，如DIO、AO、AI等，执行完毕后，用户必须调用DRV_DeviceClose函数来释放由该设备通过DRV_DeviceOpen分配的资源，为设备再次操作做好准备。

4.1.2DRV_DeviceClose

LRESULTDRV_DeviceClose（LONG*DriverHandle）;

用途：

关闭由设备句柄DriverHandle指向的设备，释放为该设备分配的资源。

所有与设备分配资源相关的操作，如：

DIO、AO、AI等完成后需要关闭该设备，以释放由函数DRV_DeviceOpen为该设备分配的资源。

参数：

返回值：

1.SUCCESS：

执行成功。

2.InvalidDriverHandle：

设备句柄DriverHandle为NULL。

4.2模拟量输入函数组

软件方式：

该组函数通过软件命令触发数据转换。

设备驱动为单通道和多通道数据采集分别提供了不同的函数，两种数据采集都是一次完成。

可以使用软件定时器来周期性地调用这些函数，对单通道或多通道周期性地进行采样。

对于大块数据的连续高速采样，可以采用中断或DMA传输方式。

单通道采样：

DRV_AIConfig函数为指定通道设置输入值范围。

如果在运行期需要改变输入值范围，则需要再次调用DRV_AIConfig函数。

DRV_AIVoltageIn函数读取输入通道当前电压值。

设备驱动通过函数DRV_AIBinaryIn读取输入通道的当前二进制值，DRV_AIScale函数可以把它转化成电压值。

4.2.1DRV_AIConfig

LRESULTDRV_AIConfig（LONGDriverHandle,LPT_AIConfiglpAIConfig）;

用途：

在设备句柄DriverHandle指向的设备上，通过设置GainCode来配置指定AI（AnalogInput）通道（Channel）的电压输入范围。

参数：

在lpAIConfig指向的结构PT_AIConfig中保存的参数包括：

所要设置的通道（DasChan）和GainCode（DasGain）。

返回值：

1.SUCCESS：

执行成功。

2.InvalidDriverHandle：

设备句柄DriverHandle为NULL。

3.InvalidChannel：

指定的通道（chanoflpAIConfig）超出有效范围。

4.InvalidGain：

GainCode（DasGainoflpAIConfig）超出有效范围。

5.CardTypeIDNotSupported：

驱动无法识别DriverHandle指向的设备，请更新驱动程序。

注：

PT_AIConfig

TypedefstructtagPT_AIConfig

{

USHORTDasChan;

USHORTDasGain;

}PT_AIConfig，*LPT_AIConfig;

函数DRV_AIConfig使用到PT_AIConfig。

成员描述:

gaincode列表

GainCode

输入电压范围

4

10V

0

5V

1

2.5V

2

1.25V

3

0.625V

4.2.2DRV_AIVoltageIn

LRESULTDRV_AIVoltageIn（LONGDriverHandle,LPT_AIVoltageInlpAIVoltageIn）;

用途：

在设备句柄DriverHandle指向的设备上，读取指定AI（AnalogInput）通道的电压值。

参数：

此函数等同于依序调用DRV_AIBinaryIn与DRV_AIScale。

在lpAIVoltageIn指向的结构PT_AIVoltageIn中保存的参数包括：

采样通道（chan）、GainCode（gain）、触发模式（TrigMode）和返回电压值（voltage）。

返回值：

1.SUCCESS：

执行成功。

2.InvalidDriverHandle：

设备句柄DriverHandle为NULL。

3.DataNotReady：

使用外部触发模式时（TrigMode为1），在特定时间内，驱动没有检测到外部触发信号。

4.AIConversionFailed：

使用内部触发模式时（TrigMode为0），在特定时间内，设备未准备好数据。

5.InvalidChannel：

指定的通道（chanoflpAIVoltageIn）超出有效范围。

6.CardTypeIDNotSupported：

驱动无法识别DriverHandle指向的设备，请更新驱动程序。

注：

PT_AIVoltageIn

typedefstructtagPT_AIVoltageIn

{

 USHORTchan;

 USHORTgain;

 USHORTTrigMode;

 FLOAT*voltage;

}PT_AIVoltageIn，*LPT_AIVoltageIn;

函数DRV_AIVoltageIn使用到PT_AIVoltageIn。

成员描述：

4.2.3DRV_AIBinaryIn

LRESULTDRV_AIBinaryIn（LONGDriverHandle,LPT_AIBinaryInlpAIBinaryIn）;

用途：

在设备句柄DriverHandle指定的设备上，读取指定AI（AnalogInput）通道的当前二进制值，函数DRV_AIScale可用来将原始数据换为相应的电压值。

参数：

在lpAIBinaryIn指向的结构PT_AIBinaryIn中保存的参数包括：

所要设置的通道（chan）、触发模式（TrigMode）和返回的原始数据（reading）。

返回值：

1.SUCCESS：

执行成功。

2.InvalidDriverHandle：

设备句柄DriverHandle为NULL。

3.DataNotReady：

使用外部触发模式时（TrigMode为1），在特定时间内，驱动没有检测到外部触发信号。

4.AIConversionFailed：

使用内部触发模式时（TrigMode为0），在特定时间内，驱动检测到数据没有做好准备。

5.InvalidChannel：

指定的通道（chanoflpAIBinaryIn）超出有效范围。

6.CardTypeIDNotSupported：

驱动无法识别DriverHandle指向的设备，请更新驱动程序。

注：

PT_AIBinaryIn

typedefstructtagPT_AIBinaryIn

{

USHORTchan;

USHORTTrigMode;

USHORT*reading;

}PT_AIBinaryIn，*LPT_AIBinaryIn;

函数DRV_AIBinaryIn使用到PT_AIBinaryIn。

成员描述：

4.2.4DRV_AIScale

LRESULTDRV_AIScale（LONGDriverHandle，LPT_AIScalelpAIScale）;

用途：

把二进制原始数据（通常得自函数DRV_AIBinaryIn）转换为相应的电压值，或用户需要的其它模拟量值。

参数：

在lpAIScale指向的结构PT_AIScale中保存的参数包括：

最大输入模拟量值（MaxVolt）、最大计数值（MaxCount）、零点偏移量（offset）、输入数字量值（reading）和返回模拟量值（voltage）。

返回值：

1.SUCCESS：

执行成功。

2.AIScaleFailed：

输入参数有误，致转换无法进行。

注：

PT_AIScale

TypedefstructtagPT_AIScale

{

 USHORTreading;

 FLOATMaxVolt;

USHORTMaxCount;

 USHORToffset;

 FLOAT*voltage;

}PT_AIScale，*LPT_AIScale;

函数DRV_AIScale使用到PT_AIScale。

成员描述：

4.3模拟量输出函数组

该组函数实现模拟量输出的功能。

采样方式分为单通道，多通道同步输出，及DMA方式的波形输出等。

软件方式：

单通道单次转换

DRV_AOVoltageOut函数用于电压输出：

DRV_AOVoltageOut函数接收到一个浮点电压值，并把它转化成二进制数写入模拟量输出通道来改变电压输出值。

电压输出范围取决于AdvantechDeviceManager中DA参考电压的设置。

在运行态可以调用DRV_AOConfig函数改变电压范围的设置。

设备驱动也提供了二进制数据输出函数DRV_AOBinaryOut，函数接收到二进制数值并把它写入模拟量输出通道。

先通过DRV_AOScale函数可以把想得到的模拟量输出值转换成二进制数，再通过函数DRV_AOBinaryOut输出。

4.3.1DRV_AOConfig

LRESULTDRV_AOConfig（

  LONGDriverHandle,

  LPT_AOConfiglpAOConfig）;

用途：

在设备句柄DriverHandle指向的设备上，改变所指定AO（AnalogOutput）通道的输出范围默认配置（未调用本函数前，AO通道的输出范围默认参考的是用户在研华设备管理器AdvantechDeviceManager的设置数据，这个数据保存在注册表Registry中）。

本函数改变的配置数据只是执行时的暂存信息，保存在注册表的配置数据并没有被改变。

参数：

在lpAOConfig指向的结构（PT_AOConfig）中保存的参数包括指定通道（chan），指定参考源（RefSrc），参考电压上限（MaxValue）和参考电压下限（MinValue）。

返回值：

  1.SUCCESS：

执行成功。

  2.InvalidDriverHandle：

设备句柄DriverHandle为NULL。

  3.InvalidChannel：

指定的通道号（chanoflpAOConfig）超出有效范围。

  4.CardTypeIDNotSupported：

驱动无法识别DriverHandle指向的设备，请更新驱动程序。

  5.FunctionNotSupported：

DriverHandle指向的设备不支持本功能，请参阅相关硬件手册。

注：

PT_AOConfig

typedefstructtagPT_AOConfig

{

USHORTchan;

USHORTRefSrc;

FLOATMaxValue;

FLOATMinValue;

}PT_AOConfig，*LPT_AOConfig;

函数DRV_AOConfig使用到PT_AOConfig。

成员描述：

4.