基本功能

在本設計中，數據的處理可以使用PC機的MATLAB等功能強大的軟件，但是這類現有的數據處理軟件并不能對特有的數據采集系統的下位機采集模塊進行直接控制，因此需要針對特定的數據采集系統編寫對應的上位機軟件，上位機軟件是針對上述目的而設計與編寫的，是整個采集系統的控制前端和數據存儲及處理中心。控制功能主要包括控制下位機采集的開始與終止，采集的頻率等，數據處理功能主要包括繪制波形圖，將數據顯示于列表，將數據存儲于文件，其中將數據存儲于文件將便于使用現有的數據處理軟件對數據進行一些數值算法處理，以達到科學研究，結論驗證等目的。

開發環境

C++程序設計語言可以很好地實現面向對象的編程思想，采用C++編寫上位機程序，可以將每一個功能模塊封裝成一個類，修改某個類的實現，增加類的功能不會影響整個程序的框架，這樣就很容易維護和擴展功能；加之我們要實現的軟件功能中需要調用大量的windows API函數庫，所以采用VC++6.0作為上位機的開發環境。

程序功能模塊劃分

總的功能模塊主要包括三個模塊，即HID設備讀寫模塊，數據采集模塊，數據處理模塊。

HID設備的查找與讀寫

（1）枚舉

USB主機在檢測到USB設備插入后，就要對設備進行枚舉了。枚舉就是從設備讀取一些信息，知道設備是什么樣的設備，如何進行通信，這樣主機就可以根據這些信息來加載合適的驅動程序。

（2）HID

人機接口設備（HID）是指直接和人進行互動的設備，如鼠標、鍵盤等。 在Windows 中，具有相似屬性和提供相似服務的設備被歸為一種設備類型，一種類型的設備可以使用一個通用的設備驅動程序。 在運行Windows 98 或更高版本的PC 機上，應用程序可以使用操作系統內置的HID 類驅動程序與HID 通信。 這樣使得符合HID 類的USB 設備很容易開發與運行。

（3）HID設備的查找

在Windows操作系統中內置很多與HID有關的API函數，調用這些函數，就可以開始對指定的HID設備進行查找，查找HID設備的最終目的是獲得該設備的路徑名，設備的存取容量等信息，為以后對該設備進行讀寫做好準備。

（4）HID設備的讀寫

在取得了HID設備的路徑全面后，即可開始對HID設備進行讀寫，對設備的讀寫也是通過調用相應的函數來實現的。

控制下位機進行數據采集

上位機向下位機發送命令，控制下位機進行數據采集，并從下位機獲取數據，在這個過程中，要處理好兩個線程的同步的問題，即數據采集線程和數據處理線程能夠協調工作，保正系統能正確穩定的工作。具體的解決方法是實現對某些數據訪問的原子操作，即一個線程在對公共數據進行訪問時，另一個線程不能打擾，直到操作線程操作完成，放棄對數據的使用權，另一個線程才能夠訪問數據。

下位機獲取了關于采集的有關參數后，即可開始采集，每隔一定時間采集一個數據，當采集數據數目達到限制值個數后，本次采集完成，此時下位機才開始將采集數據發送給上位機。

上位機對采集的數據的處理

上位機在將數據采集命令發送給下位機后，所要做的就是等待下位機采集完成并接收數據，因此上位機將循環查詢下位機工作狀態，一旦檢測到下位機采集結束的標志，上位機就開始對數據進行處理。

數據處理分為三種：

（1）繪制波形圖

繪制波形圖的要求有兩點：第一是不能頻繁閃爍，影響觀察；二是波形圖是動態的，因為繪制區域有限，而所采集的數據是源源不斷增加的，因此要求波形圖能夠動態的更新。

（2）添加到列表顯示

可直觀地查看目前所采集的所有數據。

（3）保存到文件

運用功能強大的數據處理軟件對數據進行更深的處理。

界面顯示

采集單極性正弦波工作界面

代碼：

1 HID設備通信模塊實現代碼/*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;//是否可進行讀操作

41 BOOL m_WriteValid;//是否可進行寫操作

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