0引言

ARM處理器是Acorn計算機有限公司面向低預算市場設計的第一款RISC微處理器。ARM處理器具有耗電少功能強、1 6位/32位雙指令集和合作伙伴眾多等特點。本設計采用STM32F103ZET6芯片進行研究。此芯片采用ARM 32位的Cortex-M3 CPU作為內核，芯片帶有2通道12位的D/A轉換器，12通道DMA控制器能支持外設：定時器、ADC、DAC、USART等，具有112個快速IO端口。同時此芯片具有多達13個通信接口，其中包括USB2.0全速接口[1].

LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，采用圖標代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言。LabVIEW是一種圖形化的編程語言的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學術界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣[2-3].

由于STM32F103ZET6芯片功能強大，IO端口眾多，為了方便在線對STM芯片IO端口，DAC、ADC功能以及PWM功能進行配置，本文利用LabVIEW8.6軟件對STM32芯片進行了調試平臺的設計。利用LabVIEW8.6軟件進行調試平臺的開發(fā)可以起到縮短開發(fā)周期，增強程序可讀性和理解度以及界面更優(yōu)美的優(yōu)點。

1調試平臺的總體構架

利用LabVIEW8.6軟件設計的調試平臺是按照下載到STM32F103ZET6芯片的程序進行設計。STM32芯片的內部程序已經對USB傳輸控制、IO端口的控制、AD數(shù)據(jù)采集、DA輸出以及PWM輸出都進行了定義。STM32系統(tǒng)利用自帶的USB2.0通信接口與調試平臺進行通信[4].調試平臺主要由USB設備選擇模塊、IO端口控制模塊、AD數(shù)據(jù)采集模塊、DA輸出模塊以及PWM輸出模塊這五個部分組成，本平臺的總體結構框圖如圖1所示。本文主要對調試平臺中USB設備選擇模塊來進行研究和實現(xiàn)。

圖1 調試平臺的總體結構框圖
2 USB設備選擇模塊的設計
圖2 USB設備選擇模塊設計流程圖
調試平臺與STM32F103ZET6之間是通過USB設備選擇模塊進行通信，STM32芯片內部已經通過程序對芯片的USB2.0接口進行了配置，USB設備選擇模塊通過調用VC編寫的USB通信DLL（動態(tài)鏈接庫）進行LabVIEW編程來完成調試平臺與STM32芯片之間的通信。USB設備選擇模塊在整個調試平臺中主要起到進行USB通信，監(jiān)測插入STM32設備數(shù)量，選擇插入STM32設備并且實時顯示當前STM32設備使用狀況的作用，此模塊的設計流程框圖如圖2所示。USB設備選擇模塊通過LabVIEW8.6軟件來進行設計，軟件設計程序的時候分為前面板和后面板兩部分，下面對此模塊的前后面板設計進行具體的分析。

2.1前面板的設計

前面板是用來設計程序的顯示界面的，此USB設備選擇模塊的前面板如圖3所示。LabVIEW軟件的前面板設計主要是針對VI的各種控制量和顯示量的設計，基本包括了常用的各種控件。對面板的設計就如同搭積木一樣簡單——選擇用戶需要的控制量或顯示量將它們放在適當?shù)奈恢蒙显偌由弦恍┖唵蔚膱D形及文字修飾就構成了與實際儀器類似的面板[ 5 ].通過圖3可以看出通過調用控件面板中的列表框控件、字符串輸入與字符串顯示控件以及布爾控件，對它們的屬性進行設置，然后進行布局即構成了USB設備選擇模塊的前面板。

左邊那個列表框控件用來顯示當前連接設備列表，當只連接一個STM32設備時，此框會出現(xiàn)設備0字樣，如果再連接一個STM32設備，此框接在下面會出現(xiàn)一個設備1字樣，隨著連接STM32設備的多少，列表框中會依次出現(xiàn)相應的設備序列號。通過對列表框中設備序列號的選取，可以對相應的STM32設備進行在線配置和控制。比如：當點擊設備0時，右邊設備ID中會顯示出設備0的ID號，根據(jù)STM32設備與調試平臺是否連接，設備連接狀態(tài)欄會顯示出已經連接設備一個或者當前沒有連接設備，同時當前使用連接設備欄也會相應的顯示設備0已打開，設備ID號×或者當前沒有使用設備。同時通過配置新I D號控件可以對連接的STM32設備的ID號進行更改，通過關閉USB控件可以隨時斷開相應STM32設備與調試平臺之間的連接。

圖3 USB設備選擇模塊的前面板
2.2 后面板設計
后面板是用來進行程序設計的，通過后面板的圖形化程序的運行來控制前面板控件以及前面板與STM32 設備之間的操作。后面板圖形化程序框圖主要通過調用V C 編寫的USB 通信DLL 配合后面板函數(shù)選板中編程函數(shù)中的相關函數(shù)以及前面板控件創(chuàng)建的屬性節(jié)點進行實現(xiàn)[ 6 ] 。USB通信DLL 中包括16個函數(shù)，此USB 設備選擇模塊中要用到獲取當前連接的設備數(shù)目函數(shù)、打開設備函數(shù)、關閉設備函數(shù)、配置地址函數(shù)以及獲取設備的序列號函數(shù)這5 個函數(shù)。LabVIEW 軟件中程序的運行是采用多線程數(shù)據(jù)流的模式，根據(jù)USB 設備選擇模塊的設計流程本圖形程序框圖被設計成兩個模塊，一個用于統(tǒng)計連接的STM32 設備數(shù)目，一個用于對選定的STM32 設備進行操作。這兩個模塊是同時運行的。
圖4 顯示插入STM32設備的程序框圖

統(tǒng)計連接STM32設備數(shù)目模塊程序需先從函數(shù)選板中選取一個while循環(huán)結構，三重條件結構來構成此模塊的大框架，整體程序中最主要的是如何在列表框中顯示插入的STM32設備。為了實現(xiàn)這個功能本程序做了如下設計。首先選取函數(shù)選板互連接口中的調用庫函數(shù)節(jié)點，雙擊此函數(shù)節(jié)點，在庫名或路徑中調用USB通信DLL文件，接著在函數(shù)名中選擇獲取當前連接的設備數(shù)目函數(shù)，然后在參數(shù)選項中添加變量名并設定其參數(shù)類型，這樣就完成了獲取當前連接的設備數(shù)目函數(shù)的調用。此函數(shù)能檢測到插入電腦USB口的STM32設備的個數(shù)，設備檢測到之后還要讓它按照插入的先后順序顯示在列表框中，在這里通過一個條件結構來完成。首先將獲取當前連接的設備數(shù)目函數(shù)與一個等于0的比較函數(shù)進行比較，如果等于0即為真，此時執(zhí)行沒有連接設備的程序，如果不為0即為假，此時執(zhí)行在列表框中按照順序顯示設備0、設備1??設備N - 1的程序。

列表框中顯示插入STM32設備的程序框圖如圖4所示。通過對程序的設計和優(yōu)化可以得到統(tǒng)計連接STM32設備數(shù)目模塊程序的程序框圖如圖5所示。

圖5 統(tǒng)計連接STM32設備數(shù)目模塊程序圖
圖6 對選定的設備進行操作程序框圖

對選定的STM32設備進行操作程序通過調用USB通信DLL文件中打開設備函數(shù)、關閉設備函數(shù)、配置地址函數(shù)以及獲取設備的序列號函數(shù)來進行設計。此程序運用了事件結構，通過設置顯示設備列表信息、配置新ID號、打開USB以及關閉USB事件以達到整體功能實現(xiàn)的效果，此程序的設計框圖如圖6所示。

3結束語

綜上所述應用LabVIEW軟件設計虛擬儀器設備具有低成本、高效率和高靈活性的特點可以很好的實現(xiàn)遠程控制和信息資源的共享?；贚abVIEW8.6設計出來的調試平臺，其框圖程序的可讀性較強，界面友好，操作較方便。測試結果表明，該設計方案響應速度快，此調試平臺和STM32為主控件的設備已經應用于工業(yè)控制當中，運行良好。