基于PIC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)---上位機(jī)設(shè)計(jì)
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基本功能
在本設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)的處理可以使用PC機(jī)的MATLAB等功能強(qiáng)大的軟件，但是這類現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理軟件并不能對(duì)特有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的下位機(jī)采集模塊進(jìn)行直接控制，因此需要針對(duì)特定的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)編寫對(duì)應(yīng)的上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件是針對(duì)上述目的而設(shè)計(jì)與編寫的，是整個(gè)采集系統(tǒng)的控制前端和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理中心?？刂乒δ苤饕刂葡挛粰C(jī)采集的開始與終止，采集的頻率等，數(shù)據(jù)處理功能主要包括繪制波形圖，將數(shù)據(jù)顯示于列表，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于文件，其中將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于文件將便于使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一些數(shù)值算法處理，以達(dá)到科學(xué)研究，結(jié)論驗(yàn)證等目的。
開發(fā)環(huán)境C++程序設(shè)計(jì)語言可以很好地實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，采用C++編寫上位機(jī)程序，可以將每一個(gè)功能模塊封裝成一個(gè)類，修改某個(gè)類的實(shí)現(xiàn)，增加類的功能不會(huì)影響整個(gè)程序的框架，這樣就很容易維護(hù)和擴(kuò)展功能；加之我們要實(shí)現(xiàn)的軟件功能中需要調(diào)用大量的windows API函數(shù)庫(kù)，所以采用VC++6.0作為上位機(jī)的開發(fā)環(huán)境。
程序功能模塊劃分總的功能模塊主要包括三個(gè)模塊，即HID設(shè)備讀寫模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)處理模塊。
HID設(shè)備的查找與讀寫
（1）枚舉
USB主機(jī)在檢測(cè)到USB設(shè)備插入后，就要對(duì)設(shè)備進(jìn)行枚舉了。枚舉就是從設(shè)備讀取一些信息，知道設(shè)備是什么樣的設(shè)備，如何進(jìn)行通信，這樣主機(jī)就可以根據(jù)這些信息來加載合適的驅(qū)動(dòng)程序。
（2）HID
人機(jī)接口設(shè)備(HID)是指直接和人進(jìn)行互動(dòng)的設(shè)備,如鼠標(biāo)、鍵盤等. 在Windows 中,具有相似屬性和提供相似服務(wù)的設(shè)備被歸為一種設(shè)備類型,一種類型的設(shè)備可以使用一個(gè)通用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序. 在運(yùn)行Windows 98 或更高版本的PC 機(jī)上,應(yīng)用程序可以使用操作系統(tǒng)內(nèi)置的HID 類驅(qū)動(dòng)程序與HID 通信. 這樣使得符合HID 類的USB 設(shè)備很容易開發(fā)與運(yùn)行.
（3）HID設(shè)備的查找
在Windows操作系統(tǒng)中內(nèi)置很多與HID有關(guān)的API函數(shù)，調(diào)用這些函數(shù)，就可以開始對(duì)指定的HID設(shè)備進(jìn)行查找，查找HID設(shè)備的最終目的是獲得該設(shè)備的路徑名，設(shè)備的存取容量等信息，為以后對(duì)該設(shè)備進(jìn)行讀寫做好準(zhǔn)備.
（4）HID設(shè)備的讀寫
在取得了HID設(shè)備的路徑全面后，即可開始對(duì)HID設(shè)備進(jìn)行讀寫，對(duì)設(shè)備的讀寫也是通過調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。
控制下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集
上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送命令，控制下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并從下位機(jī)獲取數(shù)據(jù)，在這個(gè)過程中，要處理好兩個(gè)線程的同步的問題，即數(shù)據(jù)采集線程和數(shù)據(jù)處理線程能夠協(xié)調(diào)工作，保正系統(tǒng)能正確穩(wěn)定的工作。具體的解決方法是實(shí)現(xiàn)對(duì)某些數(shù)據(jù)訪問的原子操作，即一個(gè)線程在對(duì)公共數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問時(shí)，另一個(gè)線程不能打擾，直到操作線程操作完成，放棄對(duì)數(shù)據(jù)的使用權(quán)，另一個(gè)線程才能夠訪問數(shù)據(jù)。
下位機(jī)獲取了關(guān)于采集的有關(guān)參數(shù)后，即可開始采集，每隔一定時(shí)間采集一個(gè)數(shù)據(jù)，當(dāng)采集數(shù)據(jù)數(shù)目達(dá)到限制值個(gè)數(shù)后，本次采集完成，此時(shí)下位機(jī)才開始將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。
上位機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)的處理
上位機(jī)在將數(shù)據(jù)采集命令發(fā)送給下位機(jī)后，所要做的就是等待下位機(jī)采集完成并接收數(shù)據(jù)，因此上位機(jī)將循環(huán)查詢下位機(jī)工作狀態(tài)，一旦檢測(cè)到下位機(jī)采集結(jié)束的標(biāo)志，上位機(jī)就開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
數(shù)據(jù)處理分為三種：
（1）繪制波形圖
繪制波形圖的要求有兩點(diǎn)：第一是不能頻繁閃爍，影響觀察；二是波形圖是動(dòng)態(tài)的，因?yàn)槔L制區(qū)域有限，而所采集的數(shù)據(jù)是源源不斷增加的，因此要求波形圖能夠動(dòng)態(tài)的更新。
（2）添加到列表顯示
可直觀地查看目前所采集的所有數(shù)據(jù)。
（3）保存到文件
運(yùn)用功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更深的處理。
界面顯示采集單極性正弦波工作界面
代碼：
1 HID設(shè)備通信模塊實(shí)現(xiàn)代碼/*hid.h頭文件*/
2 #ifndef HID_H
3 #define HID_H
4 #include
5 #include
6 #include
7 #include "commonuse.h"
8 using std::string;
9 #pragma comment( lib, "setupapi.lib" )
10 extern "C" {
11 #include "hidsdi.h"
12 }
13 #pragma comment( lib, "hid.lib" )
14
15
16 class Hid
17 {
18
19 public:
20 Hid(const string &DeviceIdStr = MY_DEVICE_ID);
21 //Hid(DWORD Vid, DWORD Pid) {}
22 ~Hid() ;
23 BOOL Connect() ;
24 //BOOL ChangeDevice() {}
25 BOOL WriteHid(const BYTE * WriteBuff);
26 BOOL ReadHid(BYTE * ReadBuff);
27 BOOL IsWriteValid() const { return m_WriteValid ; }
28 BOOL IsReadValid() const { return m_ReadValid ; }
29 BOOL IsConnected() const { return m_IsConnected; }
30 const string & GetDeviceIDDesc() const { return m_DeviceIdStr ;}
31 private:
32 BOOL GetWRHandle() ;
33 private:
34 HANDLE m_WriteHandle;
35 HANDLE m_ReadHandle ;
36 string m_DeviceIdStr;//設(shè)備描述字符串
37 DWORD m_PID;
38 DWORD m_VID;
39 BOOL m_IsConnected ;//是否已連接上
40 BOOL m_ReadValid;//是否可進(jìn)行讀操作
41 BOOL m_WriteValid;//是否可進(jìn)行寫操作
42 BYTE m_RWBuff[USB_BUFF_SIZE+1] ;//讀寫緩沖
43
44
45 } ;
46
47
48
49 #endif
50
51
52 /*hic.cpp源文件*/
53
54 #include "Hid.h"
55
56 Hid::Hid(const string &DeviceIdStr):
57 m_DeviceIdStr(DeviceIdStr)
58 {
59
60 m_WriteHandle = INVALID_HANDLE_VALUE ;
61 m_ReadHandle = INVALID_HANDLE_VALUE ;
62 m_PID = 0;
63 m_VID = 0;
64 m_IsConnected = FALSE ;
65 m_ReadValid = FALSE ;
66 m_WriteValid = FALSE;
67 strcpy((char *)m_RWBuff,"") ;
68 }
69
70 BOOL Hid::GetWRHandle()
71 {
72 GUID InterfaceClassGuid =
73 {0x4d1e55b2, 0xf16f, 0x11cf, 0x88, 0xcb, 0x00, 0x11, 0x11, 0x00, 0x00, 0x30};
74 HDEVINFO DeviceInfoTable = INVALID_HANDLE_VALUE;
75 PSP_DEVICE_INTERFACE_DATA InterfaceDataStructure = new SP_DEVICE_INTERFACE_DATA;
76 PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA DetailedInterfaceDataStructure = new SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA;
77 SP_DEVINFO_DATA DevInfoData;
78
79 DWORD InterfaceIndex = 0;
80 DWORD StatusLastError = 0;
81 DWORD dwRegType;
82 DWORD dwRegSize;
83 DWORD StructureSize = 0;
84 PBYTE PropertyValueBuffer;
85 bool MatchFound = false;
86 DWORD ErrorStatus;
87 DeviceInfoTable = SetupDiGetClassDevs(&InterfaceClassGuid, NULL, NULL, DIGCF_PRESENT " DIGCF_DEVICEINTERFACE);
88 while(true)
89 {
90 InterfaceDataStructure->cbSize = sizeof(SP_DEVICE_INTERFACE_DATA);
91 if(SetupDiEnumDeviceInterfaces(DeviceInfoTable, NULL, &InterfaceClassGuid, InterfaceIndex, InterfaceDataStructure))
92 {
93 ErrorStatus = GetLastError();
94 if(ERROR_NO_MORE_ITEMS == ErrorStatus)
95 {
96 SetupDiDestroyDeviceInfoList(DeviceInfoTable);
97 return FALSE;
98 }
99 }
100 else
101 {
102
103 ErrorStatus = GetLastError();
104 SetupDiDestroyDeviceInfoList(DeviceInfoTable);
105 return FALSE;
106 }
107
108 DevInfoData.cbSize = sizeof(SP_DEVINFO_DATA);
109 SetupDiEnumDeviceInfo(DeviceInfoTable, InterfaceIndex, &DevInfoData);
110
111 SetupDiGetDeviceRegistryProperty(DeviceInfoTable, &DevInfoData, SPDRP_HARDWAREID, &dwRegType, NULL, 0, &dwRegSize);
112 Pr
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