基于 MCGS 组态软件的设备驱动开发

前置采集器装置通过计算机的串口与计算机进 行数据通信。在 ＭＣＧＳ 中与串口通信有关的设备，必 须调用一个串行通信父设备。串行通信父设备直接 与计算机的串口打交道，负责对串行端口的设置（如 波特率大小，数据位长度，停止位位数，有无奇偶校验 等）、初始化和读写操作。在程序的开发编程时通信 子设备按通信协议形成设备命令， 并把命令放到一 个固定的字节数组中， 调用串行通信父设备提供的 标准串口读写函数，即可完成各种功能通信子设备 驱动程序的开发编程工作。串行通信父设备的读写 串行口操作函数如下：
为此，ＭＣＧＳ 提供了一套开放的可扩充的接口规 范和配套的高级开发工具包。它基于微软 ＯＬＥ（对象 链接和嵌人）标准，利用了最新的 ＡｃｔｉｖｅＸ 技术，保 证用户能根据需要方便地使用 ＶＢ，ＶＣ ＋＋等各种高 级语言用以开发特定的构件来扩充系统的功能。鉴
收稿日期：２００７－ ０５－ ２８ 作者简介：邱小文（１９７７－ ），男，湖南浏阳人，硕士研究 生，研究方向：岩土工程。
Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｆｏｒ ｉ ＝ ０ Ｔｏ ＣｈｌＮｕｍｂｅｒ － １ ａｌｎｇＣｈｌＤａｔａＴｙｐｅ（ｉ）＝ ２ ‘存储通道的数据 类 型：１ 开关型， ２ 数值型， ３ 字符型 ａｓｔｒＣｈｌＥｘｐｌａｉｎ（ｉ）＝“输入数据”‘存储 各 通 道 内容的文字描述 Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ 当通道的数据类型为正数时，表示该通道的作 用是把设备中读取的数据输入到 ＭＣＧＳ 中；当通道 的数据类型为负数时，表示该通道的作用是 ＭＣＧＳ 中的数据送到设备，供设备处理使用。 在 ＭＣＧＳ 运行环境中，设备构件开始采集之前 调用一次 ＩｎｉｔＤｅｖＲｕｎ 接口，用于对设备硬件进行的 初始化工作。接口编程如下： Ｐｕｂｌｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＩｎｉｔＤｅｖＲｕｎ（ｏｂｊＭｃｇｓＳａｖｅ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ，ｏｂｊＭｃｇｓＤａｔａ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ）Ａｓ Ｌｏｎｇ Ｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒｅｓｕｍｅ Ｎｅｘｔ ＇ 取串口父设备对象 Ｓｅｔ ｍ＿ｏｂｊＣｏｍｍＰａｒｅｎｔ ＝ ｏｂｊＭｃｇｓＳａｖｅ．ＰａｒｅｎｔＤｅｖ Ｉｆ Ｅｒｒ Ｔｈｅｎ Ｓｅｔ ｍ＿ｏｂｊＣｏｍｍＰａｒｅｎｔ ＝ ｏｂｊＭｃｇｓＤａｔａ．ＰａｒｅｎｔＤｅｖ Ｅｎｄ Ｉｆ … 通过 ＭＣＧＳ 存盘数据对象获取设备的各种 信息以及进行一些必要的初始化 Ｅｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ 在 ＭＣＧＳ 组态模式和运行模式下，ＭＣＧＳ 会按设 定的采集周期，调用 ＣｏｌｌｅｃｔＤｅｖＤａｔ 接口，从设 备采 集或向设备输出数据。ＣｏｌｌｅｃｔＤｅｖＤａｔ 接口是十分重 要的接口函数，需要定时采集的数据都通过这个接口 来采集。设备构件首先调用串行通信父设备函数 Ｃｏｍ ＯｕｔｉｎＤａｔ 把命令字写到串行端口输出到通信设备， 通信设备即前置数据采集器收到命令字后，就发送数 据到串行端口，串行端口读取返回的数据，把数据返 回到 ＩｎＰｕｔＣｈａ（ｒ ）数组中，然后打包存放在通道数组 ａｓｎｇＤａｔａＶａｌｕｅ（）中供 ＭＣＧＳ 进行处理、存储与管理。
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基于 ＭＣＧＳ 组态软件的设备驱动开发
邱小文，汪仁和
（安徽理工大学土木工程系，安徽 淮南 ２３２００１）
摘 要：针对高级用户要求对 ＭＣＧＳ 组态软件进一步开发，以实现与所用硬件相匹配驱动程序的问题，
介绍了 ＭＣＧＳ 良好的可扩充性，并从其设备驱动构件的接口规范出发，说明了设备驱动构件的开发过程，为
把数据写到串行端口输出到通信设备的串行口 操作函数：
ＣｏｍＯｕｔＤａｔ （ＢｙＶａｌ ＯｕｔＮｕｍ Ａｓ Ｌｏｎｇ， ＯｕｔＢｙｔｅ（） Ａｓ Ｂｙｔｅ）
将当前输入缓冲区的数据全部读回来的串行口 操作函数：
ＣｏｍＡｌｌＩｎＤａｔ（ＩｎｐｕｔＢｙｔｅ（）ａｓ ｂｙｔｅ） 把数据写到串行端口输出到通信设备，并从串 行端口中读取返回的数据的串行口操作函数： ＣｏｍＯｕｔＩｎＤａ（ｔ ＯｕｔＢｙｔｅ（） Ａｓ Ｂｙｔｅ， ＢｙＶａｌ ＯｕｔＮｕｍ Ａｓ Ｌｏｎｇ， ＩｎｐｕｔＦｌａｇ Ａｓ Ｌｏｎｇ， ＢｙＶａｌ ＩｎｐｕｔＮｕｍ Ａｓ Ｌｏｎｇ， ＢｙＶａｌ ＩｎｐｕｔＣｈａｒ Ａｓ Ｌｏｎｇ， ＢｙＶａｌ ＤｅｌａｙＴｉｍｅ Ａｓ Ｌｏｎｇ） ２．３ 方法接口 ＭＣＧＳ 在组态模式和运行模式下要调用方法接 口来实现特定的功能，如实现初始化、数据的输入与 输出等功能。 ＭＣＧＳ 组态环境下调用 ＧｅｔＤｅｖＮａｍｅ 接口，返回 设备构件的类型名称。ＩｎｉｔＮｅｗＤｅｖ 接口在设备组态 环境下增加新设备时调用它，用于初始化新设备的 缺省参数值。编程如下： Ｐｕｂｌｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＩｎｉｔＮｅｗＤｅｖ（ｏｂｊＭｃｇｓＳａｖｅ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ）Ａｓ Ｌｏｎｇ
一般的设备驱动程序提供了设计思路和程序框架，软、硬件开发人员和第三方用户通过简单移植即可开发出
自己的设备驱动和专业化的模块。
关键词：ＭＣＧＳ；串口通信；设备驱动；接口规范
中图分类号：ＴＰ ３１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１ － ９８１６（２００７）０５ － ００５１ － ０４
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｖｉｃｅ ｄｒ ｉｖｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｆｉｇｕｒ ａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒ ｅ ＭＣＧＳ ＱＩＵ Ｘｉａｏ－ ｗｅｎ ， ＷＡＮＧ Ｒｅｎ－ ｈｅ
１引言
ＭＣＧＳ（Ｍｏｎｉｔｏｒ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）是 一套基于 Ｗｉｎｄｏｗｓ 平台的、为工业过程控制和实时 监测服务的 ３２ 位全中文界面组态软件系统。它通过 对现场数据的采集、分析和处理，以动画显示、报警 处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供 实际工程问题的解决方案，已经广泛应用于工业控 制领域。用户无需了解复杂的编程知识，就可以用 ＭＣＧＳ 在短时间内完成一个稳定、成熟并且具备专 业水准的计算机监控系统的开发工作。但在实际应 用中，由于所用设备的特殊性、实际工程的需要以及 用户的个性化需求，必然会要求对组态软件进一步 开发，实现有自己风格的界面、自己设计的控制算法 或者与自己硬件相匹配的驱动程序。
ＣｈｌＮｕｍｂｅｒ ＝ １６ ＳｅｎｄＦｌａｇ＝０ … Ｅｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＭＣＧＳ 组态环境下调用 ＧｅｔＤｅｖＨｅｌｐ 接口，以显 示设备构件的在线帮助。调用 ＳｅｔＤｅｖＰａｇｅ 接口来显 示设备构件的特定 属性页。程序框架如下： Ｐｕｂｌｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＧｅｔＤｅｖＨｅｌｐ（）Ａｓ Ｌｏｎｇ … Ｅｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｕｂｌｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＳｅｔＤｅｖＰａｇｅ（ｏｂｊＭｃｇｓＳａｖｅ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ）Ａｓ Ｌｏｎｇ
于 ＶＢ６．０ 的通用性、简单性和以二进制码来编译执 行程度，它完全能满足功能构件所需的速度要求，而 且开发出的扩充构件具有简单快速、安全保密、任务 明确、方式多样等诸多优点，所以，建议使用 ＶＢ６．０ 来开发 ＭＣＧＳ 的串口程序。本文就以如何在 ＶＢ６．０ 环 境下来编写 ＭＣＧＳ 上下位机的串口程序进行了探讨。
备对应的子设备，假如设备种类为独立设备，则可以 设置 ＤｅｖＳｔｌｅ＝０．编程如下：
Ｐｕｂｌｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｇｅｔ ＤｅｖＳｔｙｌｅ（）Ａｓ Ｌｏｎｇ ＤｅｖＳｔｙｌｅ ＝ １ Ｅｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ＤｅｖＣｈａｎｎｅｌ 属性接口标明设备的通道个数，编 程如下： Ｐｕｂｌｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｇｅｔ ＤｅｖＣｈａｎｎｅ（ｌ ）Ａｓ Ｌｏｎｇ ＤｅｖＣｈａｎｎｅｌ ＝ ＣｈｌＮｕｍｂｅｒ ‘扩充属性用于设置 通道个数 Ｅｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ＤｅｖＩＯＮｕｍｂｅｒ 属性接口标明设备所占用系统 ＩＯ 的个数，前置数据采集器为子设备，不需要占用系统 ＩＯ ，ＤｅｖＩＯＮｕｍｂｅｒ ＝ ０，对于接口卡的设备驱动程序 ＤｅｖＩＯＮｕｍｂｅｒ 不为 ０。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｇｅｔ ＤｅｖＩＯＮｕｍｂｅ（ｒ ）Ａｓ Ｌｏｎｇ ＤｅｖＩＯＮｕｍｂｅｒ ＝ ０ Ｅｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ＤｅｖＢａｓｅＩＯ 为读写属性，本接口确定设备所用的 ＩＯ 基地址。对于板卡类设备都有一个基地址，其地 址范围为：０００Ｈ－ ３ＦＦＨ， 计算机通过该基地址来向采 集板输入输出数据，没有通信协议的概念。前置数据 采集器不占用 ＩＯ 地址，在此为只读属性，属性值设 为 ０。编程如下： Ｐｕｂｌｉｃ ＰｒｏＰｅｒｔｙ Ｇｅｔ ＤｅｖＢａｓｅＩＯ ＡＳ Ｌｏｎｇ ＤｅｖＢａｓｅＩＯ＝０ Ｅｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ＭＣＧＳ 为了用户在设置属性时能对设备属性进 行组态设置，可在编程时增加 ＡｃｔｉｖｅＤＬＬ 属性。在编 制前置数据采集器时增加了读写属性 ＣｈｌＮｕｍｂｅｒ 和 ＳｅｎｄＦｌａｇ，编程如下： Ｐｕｂｌｉｃ ＣｈｌＮｕｍｂｅｒ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ ‘用于动态设定通 道数 Ｐｕｂｌｉｃ ＳｅｎｄＦｌａｇ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ ‘由于用多个前置采 集器，用于标识向哪个设备发送命令字。 ２．２ 串口操作函数
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… Ｅｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＧｅｔＣｈｌＴｙｐｅ 接口用来读取设备通道信息，包括 通道数据类型和通道内容ห้องสมุดไป่ตู้文字描述，并显示在通 道连接属性页中。 ＧｅｔＣｈｌＴｙｐｅ 接口编程如下：
Ｐｕｂｌｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＧｅｔＣｈｌＴｙｐｅ （ａｌｎｇＣｈｌＤａｔａＴｙｐｅ Ａｓ Ｖａｒｉａｎｔ， ａｓｔｒＣｈｌＥｘｐｌａｉｎ Ａｓ Ｖａｒｉａｎｔ）Ａｓ Ｌｏｎｇ
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设备，如通信子设备，设为只读。 每个设备驱动程序都必须有 ４ 个只读属性：属
性 ＤｅｖＴｙｐｅ，ＤｅｖＳｔｙｌｅ，ＤｅｖＩＯＮｕｍｂｅｒ 和 ＤｅｖＣｈａｎｎｅｌ． ＤｅｖＴｙｐｅ 属性接口标明设备类型为子设备。假
如设备类型为父设备，则 ＤｅｖＴｙｐｅ＝０．编程如下： Ｐｕｂｌｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｇｅｔ ＤｅｖＴｙｐｅ（）Ａｓ Ｌｏｎｇ ＤｅｖＴｙｐｅ ＝ １ Ｅｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ＤｅｖＳｔｙｌｅ 属性接口标明设备种类为和串口父设
２ 设备驱动构件开发
考虑到 ＭＣＧＳ 通过调用不同的接口来完成设备 驱动所需的功能，本文将按照 ＭＣＧＳ 提供的设备驱 动程序接口规范来实现前置数据采集器驱动程序的 设计，为一般的设备驱动程序的设计提供了设计思 路和程序框架。 ２．１ 属性接口
ＭＣＧＳ 提供的接口规范中有 ５ 个属性接口，程 序可以通过调用属性接口函数来设置设备属性。设 备属性可以分为 ２ 类：读写属性与只读属性。在设备 属性页中可以设置读写属性，而只读属性不被显示 在 属 性 页 中 。 在 ＭＣＧＳ 设 备 属 性 接 口 中 ， 属 性 ＤｅｖＴｙｐｅ、ＤｅｖＳｔｙｌｅ、ＤｅｖＩＯＮｕｍｂｅｒ 为只读属性，用户 组态时不能修改；属性 ＤｅｖＢａｓｅＩＯ 可设置为读写属 性，也可设置为只读属性，当不需要 ＩＯ 端口地址的
（Ｄｅｐｔ． ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｕａｉｎａｎ ２３２００１， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ａｄｖａｎｃｅｄ ｕｓｅｒｓ ｎｅｅｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｏｆ ＭＣＧＳ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｄｒｉｖｅｒｓ ａｓｓｏｒｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅｉｒ ｏｗｎ ｄｅｖｉｃｅｓ． Ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｖｉｔｙ ｏｆ ＭＣＧＳ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ａｎｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ， ｉｔ ｏｆｆｅｒｓ ｐｒｏｇｒａｍ ｆｒａｍｅ ｏｆ ｃｏｍｍｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒ ｄｅｓｉｇｎ． Ｉｆ ｓｉｍｐｌｙ ｒｅｐｌａｎｔｅｄ， ｓｏｆｔｗａｒｅ／ｈａｒｄｗａｒｅ ｅｘｐｌｏｒｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｉｒｄ － ｐａｒｔｙ ｕｓｅｒｓ ｃａｎ ｄｅｖｅｌｏｐ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒｓ ａｎｄ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｕｌｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＭＣＧＳ；ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ