Measuement Comuputing 公司USB-1608GX设备EPICS驱动的安装和调试记录

news2024/12/28 20:31:11

1、USB-1608GX模块简介

 单端输入的管脚图

 差分输入管脚图

 USB-1608GX模块具有以下功能：

1） 16位模拟输入：

  • 16路单端通道或者8路差分通道。
  • 每个通道可编程的范围：-1V-+1V，-2V-+2V，-5V-+5V，-10V-+10V。
  • 500KHz总共最大输入率，即是：1通道@500KHz，8通道@62.5KHz等。
  • 内部或外部触发器。
  • 内部或外部时钟，输入和输出信号。
  • 4k个采样输入FIFO，无限的波形长度

2）数字输入/输出

  • 8个信号，每个都能被编程设置位输入或输出

3）脉冲生成器

  • 1路输出
  • 64MHz时钟，32位寄存器

4）计数器

  • 2路输入
  • 20MHz最大速率，32位寄存器

2、厂家驱动程序安装

1） 以来库的安装

根据Github上厂家驱动程序安装说明在Linux上安装它们。必需安装libusb1.0开发包。在Ubuntu 18上，此包被称为libusb-1.0.0-dev。在RHEL 7上，它被称为libusbx-devel。

本机使用的操作系统是Rocky Linux 8.6，用以下命令安装以上所需的包：

[root@main-machine libuldaq]# dnf install libusbx-devel

2）Measurement Computing uldaq SDK的安装：

如果用户拥有对/usr/local路径的写权限，可以使用以下步骤从Github上tar包安装Measurement Computing uldaq SDK：

[blctrl@main-machine libuldaq]$  wget -N https://github.com/mccdaq/uldaq/releases/download/v1.2.1/libuldaq-1.2.1.tar.bz2
...
Saving to: ‘libuldaq-1.2.1.tar.bz2’

libuldaq-1.2.1.tar.bz2              100%[===================================================================>]   1.55M  4.55MB/s    in 0.3s

2023-04-21 12:42:40 (4.55 MB/s) - ‘libuldaq-1.2.1.tar.bz2’ saved [1629359/1629359]

[blctrl@main-machine libuldaq]$  tar -xvjf libuldaq-1.2.1.tar.bz2
[blctrl@main-machine libuldaq]$  cd libuldaq-1.2.1
[blctrl@main-machine libuldaq]$  ./configure
[blctrl@main-machine libuldaq]$  make -sj
[blctrl@main-machine libuldaq]$  sudo make install

如果用户没有对/usr/local路径的写权限，则做以下事情：

  1. 更改./configure命令为./configure --prefix=/home/user。/home/user能够被更改为此用户拥有写权限的任何目录。
  2. 编辑configure/CONFIG_SITE取消并且编辑定义ULDAQ_INCLUDE和ULDAQ_DIR的行。

3）设备检测

把此设备通过usb线接入到计算机，然后进入到libuldaq-1.2.1/examples目录中，用以下命令检查驱动程序是否正确安装了：

[blctrl@main-machine libuldaq]$ cd libuldaq-1.2.1/examples/
[blctrl@main-machine examples]$ sudo ./AIn
[sudo] password for blctrl:
Found 1 DAQ device(s)
  [0] USB-1608GX: (02074E48)

Connecting to device USB-1608GX - please wait ...

USB-1608GX ready
    Function demonstrated: ulAIn()
    Channels: 0 - 3
    Input mode: AI_SINGLE_ENDED
    Range: BIP10VOLTS

Hit ENTER to continue
Hit 'Enter' to terminate the process

出现以上已经发现设备的提示时，说明我们已经正确地安装了厂家提供的驱动程序。

3、EPICS驱动程序的安装

1）编译前设置依赖模块的位置

从以下地址下载Measurement Computing的EPICS synApps的measComp模块，并且解压缩，把这个模块所依赖模块所在路径修改成自己的实际安装位置：

[root@main-machine support]# cd measComp
[root@main-machine measComp]# cat configure/RELEASE
# RELEASE - Location of external support modules
#
# IF YOU MAKE ANY CHANGES to this file you must subsequently
# do a "gnumake rebuild" in this application's top level
# directory.
#
# The build process does not check dependencies against files
# that are outside this application, thus you should do a
# "gnumake rebuild" in the top level directory after EPICS_BASE
# or any other external module pointed to below is rebuilt.
#
# Host- or target-specific settings can be given in files named
#  RELEASE.$(EPICS_HOST_ARCH).Common
#  RELEASE.Common.$(T_A)
#  RELEASE.$(EPICS_HOST_ARCH).$(T_A)
#
# This file should ONLY define paths to other support modules,
# or include statements that pull in similar RELEASE files.
# Build settings that are NOT module paths should appear in a
# CONFIG_SITE file.

TEMPLATE_TOP=$(EPICS_BASE)/templates/makeBaseApp/top

# If using the sequencer, point SNCSEQ at its top directory:
#SNCSEQ=$(EPICS_BASE)/../modules/soft/seq

SUPPORT=/usr/local/EPICS/synApps/support

ASYN=$(SUPPORT)/asyn
CALC=$(SUPPORT)/calc
SCALER=$(SUPPORT)/scaler
MCA=$(SUPPORT)/mca
BUSY=$(SUPPORT)/busy
# SSCAN is needed by calc for recDynLink
SSCAN=$(SUPPORT)/sscan
AUTOSAVE=$(SUPPORT)/autosave
# SNCSEQ is needed by std
SNCSEQ=$(SUPPORT)/seq
MEASCOMP=$(SUPPORT)/measComp

# EPICS_BASE usually appears last so other apps can override stuff:
EPICS_BASE=/usr/local/EPICS/base

# Set RULES here if you want to take build rules from somewhere
# other than EPICS_BASE:
#RULES=/path/to/epics/support/module/rules/x-y

# These lines allow developers to override these RELEASE settings
# without having to modify this file directly.
-include $(TOP)/../RELEASE.local
-include $(TOP)/../RELEASE.$(EPICS_HOST_ARCH).local
-include $(TOP)/configure/RELEASE.local

2）编译

退回到这个模块的顶层位置，执行make进行编译：

[root@main-machine measComp]# make
make -C ./configure install
make[1]: Entering directory '/usr/local/EPICS/synApps/support/measComp-master/configure'
...
make[1]: Leaving directory '/usr/local/EPICS/synApps/support/measComp-master/iocBoot'
[root@main-machine measComp]# ls
bin  configure  db  dbd  docs  include  iocBoot  lib  Makefile  measCompApp  measCompSupport  README.md  RELEASE.md

3） 修改启动文件并启动这个IOC

进入对启动文件所在路径，对启动文件进行修改：

[root@main-machine measComp]# cd iocBoot/iocUSB1608G
[root@main-machine iocUSB1608G]# cat st.cmd
< envPaths

## Register all support components
dbLoadDatabase "$(MEASCOMP)/dbd/measCompApp.dbd"
measCompApp_registerRecordDeviceDriver pdbbase

epicsEnvSet("PREFIX",        "1608G:")
epicsEnvSet("PORT",          "USB1608G_1")
epicsEnvSet("WDIG_POINTS",   "1048576")
epicsEnvSet("UNIQUE_ID",     "02074E48") # 设置为你自己设备的序列号

## Configure port driver
# MultiFunctionConfig((portName,        # The name to give to this asyn port driver
#                      uniqueID,        # For USB the serial number.  For Ethernet the MAC address or IP address.
#                      maxInputPoints,  # Maximum number of input points for waveform digitizer
#                      maxOutputPoints) # Maximum number of output points for waveform generator
MultiFunctionConfig("$(PORT)", "$(UNIQUE_ID)", $(WDIG_POINTS), 1)

#asynSetTraceMask($(PORT), -1, ERROR|FLOW|DRIVER)

dbLoadTemplate("$(MEASCOMP)/db/USB1608G.substitutions", "P=$(PREFIX),PORT=$(PORT),WDIG_POINTS=$(WDIG_POINTS)")

< ../save_restore.cmd

iocInit

create_monitor_set("auto_settings.req",30,"P=$(PREFIX)")

# Need to force the time arrays to process because the records are scan=I/O Intr
# but asynPortDriver does not do array callbacks before iocInit.

# dbpf $(PREFIX)WaveDigDwell.PROC 1
# dbpf $(PREFIX)WaveGenUserDwell.PROC 1

启动这个IOC：

[root@main-machine iocUSB1608G]# ../../bin/linux-x86_64/measCompApp st.cmd
< envPaths
epicsEnvSet("IOC","iocUSB1608G")
epicsEnvSet("TOP","/usr/local/EPICS/synApps/support/measComp-master")
...
epics>

4、启动用户操作界面

进入opi操作文件目录，启动操作界面：

[root@main-machine support]#  cd measComp/measCompApp/op/adl
[root@main-machine support]#  medm -x -macro "P=1608G:" measCompTop.adl &

出现以下窗口：

 点击第二行的按钮，出现以下操作界面，此操作界面根据功能分区：

我测试了模拟输入(单端，差分)，计数器和数字输入和输出功能，设备运行正常。 

5、模块功能讲解

1）数据库

以下表格类出了与multi-function模块一起使用的数据库模板文件。

2）模拟输入功能

在measCompAnalogIn.template中定义了这些记录。为每个模拟输入通道装载一次这个数据库。

EPICS

记录名

EPICS

记录类型

asyn接口drvInfo串描述
$(P)$(R)aiasynInt32ANALOG_IN_VALUE模拟输入值。使用EGUL和EGUF字段从驱动程序16位无符号整数设备单位转换而来。这个字段应该被周期性扫描，因为当前在驱动中没有轮询它，因此不能使用I/O Intr扫描。
$(P)$(R)RangembboasynInt32ANALOG_IN_RANGE对应这个模拟输入通道的输入范围。使用时根据模型在运行时确定选项。
$(P)$(R)TypembboasynInt32ANALOG_IN_TYPE对应这个模拟输入通道的输入类型(例如："Volts", "TC deg")。在使用中根据模型在运行时确定选项。

以下是用于控制USB-1608GX的模拟输入记录的medm窗口。注意：工程单位限制(EGUL和EGUF)不是必须以伏特为单位，它们可以用诸如"百分之"，"度"等的任何单位。

 通道访问进行测试：

[root@main-machine adl]# caget 1608G:AiMode   # 获取模拟输入使用的输入模式
1608G:AiMode                   Differential
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Ai1Range # 获取第一路模拟输入的测量范围
1608G:Ai1Range                 += 10V
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Ai1Type  # 获取第一路模拟输入的测量单位
1608G:Ai1Type                  Volts

3） 数字I/O功能

在以下文件中定义了这些记录：

  • measCompBinaryIn.template。为每个二进制I/O位装载一次这个数据库。
  • measCompLongIn.template。为每个二进制I/O寄存器装载一次这个数据库。
  • measCompBinaryOut.template。为每个二进制I/O位装载一次这个数据库。
  • measCompBLongOut.template。为每个二进制I/O寄存器装载一次这个数据库。
  • measCompBinaryDir.template。为每个二进制I/O位装载一次这个数据库。

EPICS

记录名

EPICS

记录类型

asyn接口drvInfo串描述
$(P)$(R)biasynUInt32Digital

DIGITAL

_INPUT

数字输入值。在INP链接中的MASK参数定义了使用哪一位。二进制输入被驱动poller线程查询，因而这些记录应该设为SCAN ="I/O Intr"。
$(P)$(R)longinasynUInt32Digital

DIGITAL

_INPUT

作为一个字的数字输入值，而不是单独位。在INP链接中的掩码定义了使用哪些位。二进制输入被驱动poller线程查询，因而这些记录应该设为SCAN ="I/O Intr"。
$(P)$(R)boasynUInt32Digital

DIGITAL

_OUTPUT

数字输出值。在INP链接中的MASK定义了使用哪个位。
$(P)$(R)_RBVbiasynUInt32Digital

DIGITAL

_OUTPUT

数字输出值回读。在INP链接中的MASK定义了使用哪个位。
$(P)$(R)longoutasynUInt32Digital

DIGITAL

_OUTPUT

作为字的数字输出值，而不是单独位。在INP链接中的MASK参数定义了使用了哪些位。
$(P)$(R)_RBVlonginasynUInt32Digital

DIGITAL

_OUTPUT

作为字的数字输出值回读，而不是单独位。在INP链接中的MASK参数定义了使用了哪些位。
$(P)$(R)boasynUInt32Digital

DIGITAL

_DIRECTION

I/O的方向，"In"(0)或“Out”(1)。在INP链接中的MASK参数定义了使用哪一位。

 通道访问测试：

[root@main-machine adl]# caget 1608G:Bd1   # 获取第一位的输出方向
1608G:Bd1                      Out
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Bo1   # 获取第一位的输出电平
1608G:Bo1                      Low
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Bo2   # 获取第二位的输出电平
1608G:Bo2                      High
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Bo1_RBV  # 获取第一位的输出电平回读
1608G:Bo1_RBV                  Low
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Bo2_RBV  # 获取第二位的输出电平回读
1608G:Bo2_RBV                  High
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Bd5      # 获取第5位的输出方向
1608G:Bd5                      In
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Li       # 获取二进制输出寄存器的值
1608G:Li                       10
[root@main-machine adl]# caget 1608G:Lo_RBV
1608G:Lo_RBV                   10

4） 脉冲生成器功能

注意：在Measurement Computing的文档中这些被称为"定时器"。

在measCompPulseGen.template中定义了这些记录。为每个脉冲生成器装载一次这个数据库。

EPICS

记录名

EPICS

记录类型

asyn接口drvInfo串描述

$(P)$(R)

Run

boasynUInt32

PULSE

_RUN

"Run"(1)启动脉冲生成器。"Stop"(0)停止脉冲生成器。注意：理想地，如果这个记录输出一个有限的脉冲数，它应该在脉冲生成器结束时变回0。但不幸的，MC库美欧提供查询定时器状态来看它其是否结束，因此这是不可能的。

$(P)$(R)

Period

aoasynFloat64

PULSE

_PERIOD

脉冲周期，秒为单位。可以用周期或者用频率定义脉冲之间的时间；一旦更改了其中一个记录，另一个记录将更新为新计算的值。

$(P)$(R)

Frequency

aoN.A.N.A.脉冲频率，秒的导数为单位。这个频率会计算一个新周期，并且发送这个周期给驱动程序。

$(P)$(R)

Width

aoasynFloat64

PULSE

_WITDH

脉冲宽度，秒为单位。可用范围是15.625ns到(周期-15.625ns)。

$(P)$(R)

Delay

aoasynFloat64

PULSE

_DELAY

在Run设置为1后，初始脉冲延时(秒为单位)

$(P)$(R)

Count

longoutasynInt32

PULSE

_COUNT

要输出的脉冲数。如果Count为0，则脉冲生成器将在Run被设为0前连续运行。

$(P)$(R)

IdleState

boasynInt32

PULSE

_IDLE

_STATE

脉冲输出的空闲状态。"Low"(0)或"High"(1)。这确定了脉冲的极性，例如：正向或负向。

用周期0.001秒，脉冲宽度0.002秒，排重数无限脉冲参数运行这个脉冲生成器：

用示波器测量脉冲生成器产生的脉冲： 

5） 波形采集功能

在以下文件measCompWaveformDig.template中定义了这些记录。每个模块装载这个数据库一次。measCompWaveformDigN.template。为每个数字化输入通道装载这个数据库。

EPICS

记录名

EPICS

记录类型

asyn接口drvInfo串描述

$(P)$(R)

NumPoints

longoutasynInt32

WAVEDIG

_NUM

_POINTS

要数字化的点数。这不能多于在USB1608GConfig中指定的maxInputPoints的值。

$(P)$(R)

FirstChan

mbboasynInt32

WAVEDIG

_FIRST

_CHAN

要数字化的第一个通道。"1"(0)到"8"(7)。数据库当前认为差分输入，因此8个输入通道可用，但容易扩展这个到16。

$(P)$(R)

NumChans

mbboasynInt32

WAVEDIG

_NUM

_CHANS

要数字化的通道数目。"1"(0)到"8"(7)。最大游侠送数值是8-FirstChan+1。数据库当前认为差分输入，因此8个输入通道可用，但容易扩展这个到16。

$(P)$(R)

TimeWF

waveform

asynFloat

32Array

WAVEDIG

_TIME_WF

时基波形。当Dwell或NumPoints被更改时，计算这些值。它一般在绘图中被用作X轴。

$(P)$(R)

CurrentPoint

longinasynInt32

WAVEDIG

_CURRENT

_POINT

正在被采集的当前点。这不总是增加1，因为设备可以按块传递数据。

$(P)$(R)

Dwell

ao

asynFloat

64

WAVEDIG

_DWELL

每点的时间(秒为单位)。最小时间时2毫秒乘以NumChans。

$(P)$(R)

TotalTime

ai

asynFloat

64

WAVEDIG

_TOTAL

_TIME

数字化NumChans * NumPoints的总时间

$(P)$(R)

ExtTrigger

bo

asynInt32

WAVEDIG

_EXT

_TRIGGER

触发源。"Internal"(0)或"External"(1)。

$(P)$(R)

ExtClock

bo

asynInt32

WAVEDIG

_EXT

_CLOCK

时钟源。"Internal"(0)或"External"(1)。如果使用外部，则Dwell记录不控制数字化率，它由外部时钟控制。但如果可能，Dwell应该被设置成近似正确值，因为那控制设备使用什么数据类型传递。

$(P)$(R)

Continous

boasynInt32

WAVEDIG

_CONTINOUS

值是"One-shot"(0)或"Continous"(1)。这控制在采集结束时设备是停止，还是开始另一次采集。一般使用"One-shot“，因为驱动当前不是双缓存的，因此在驱动有机会读取数据前，数据被重写。一个例外是当使用Retrigger=Enable并且TriggerCount少于NumPoints时。在这种情况下，每次触发将仅采集TriggerCount个采样，并且想要使用连续，使得在下次触发输入时它采集下次TriggerCount个采样。

$(P)$(R)

AutoRestart

boasynInt32

WAVEDIG

_AUTO

_RESTART

值是"Disable"(0)和"Enable"(1)。这控制驱动程序在前一次结束时是否自动启动另一次采集。这不同于以上描述的连续模式，因为这是一个软件重启，其仅在驱动程序读取了前次采集的缓存后发生。

$(P)$(R)

Retrigger

boasynInt32

WAVEDIG

_RETRIGGER

值是"Disable"(0)和"Enable"(1)。这控制在接收到一个触发后，设备是否重新上膛触发输入。

$(P)$(R)

TriggerCount

longoutasynInt32

WAVEDIG

_TRIGGER

_COUNT

这控制对每次触发输入采集多少采样点。0表示采集NumPoint个采样点。如果TriggerCount少于NumPoints，Retrigger=Enable并且Continous=Enable，则每次接收到一个触发时，将采集TriggerCount个采样点。

$(P)$(R)

BurstMode

boasynInt32

WAVEDIG

_BURST

_MODE

值是"Disable"(0)和"Enable"(1)。这控制在设备在每个采样时是否尽快数字化所有NumChans通道，或者它在Dwell时间中是否等时间间隔数字化连续的通道。启用BurstMode意味着所有通道分开2毫秒被数字化。如果由于系统设置时间和转换速率限制，通过有相差很大的电压，这回降低精度。

$(P)$(R)

Run

busyasynInt32

WAVEDIG

_RUN

值是"Stop"(0)和"Run"(1)。这启动和停止这个波形采集器。

$(P)$(R)

ReadWF

busyasynInt32

WAVEDIG

_READ

_WF

值是"Done"(0)和"Read"(1)。这从设备缓存读取波形数据到waveform记录。注意：在采集停止时，驱动程序总是读取设备，因此对于快速采集，这个记录可以时被动的。要在时间长的采集中看部分数据，可以周期性运行这个记录。

$(P)$(R)

VoltWF

waveform

asynFloat

64Array

WAVEDIG

_VOLT

_WF

这个waveform记录包含对应通道N的数字化波形数据。这个记录设为scan=I/O Intr，并且在采集结束时或者在以上ReadWF记录运行时它将运行。数据是以电压为单位。

 

 

6） 触发功能

EPICS

记录名

EPICS

记录类型

asyn接口drvInfo串描述

$(P)$(R)

Mode

mbboasynInt32

TRIGGER

_MODE

外部触发输入的模式。选项是"Positive edge", "Negative edge", "High"和"Low"。

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目录 前言 一、使用函数实现对数组进行排序 1.1运行流程&#xff08;思想&#xff09; 1.2代码段 1.3运行截图 前言 1.若有选择&#xff0c;可实现在目录里进行快速查找&#xff1b; 2.本弹窗界面可以根据简单的要求实现一使用功能。同时可以实现自定义的设置&#xff1…
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最受信任的低代码平台排行榜

最受信任的低代码平台排行榜

近年来&#xff0c;随着数字化转型的兴起&#xff0c;低代码平台获得了大量关注。它允许用户在几乎没有编码知识的情况下创建应用程序&#xff0c;从而使企业能够简化其流程并提高效率。随着低代码平台的日益流行&#xff0c;要确定哪些平台最可靠、最值得信赖并非易事。在本文…
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三步配置轻量级服务器nginx

三步配置轻量级服务器nginx

这里写目录标题 一 nginx及其应用场景1.什么是nginx2.应用场景背诵 二 nginx的配置安装1.选择nginx版本2. 安装配置环境3.安装nginx4.启动nginx 三 访问 一 nginx及其应用场景 1.什么是nginx 一款轻量级的Web服务器&#xff0c;反向代理服务器&#xff0c;以及电子邮件代理服…
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16.props

16.props

props是组件的自定义属性&#xff0c;可以提高组件的复用性&#xff0c;比如 做点击计数器的时候&#xff0c;我可以让计数器组件在A处赋初始值10&#xff0c;在B处赋初始值20 目录 1 基本用法 2 给默认值 default 3 值类型 type 4 是否必填 required 1 基本用法 pr…
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【计算机网络】网络命令的使用

【计算机网络】网络命令的使用

文章目录 一、实验目的二、实验工具三、实验要求四、实验过程01 ping 命令的使用应用1&#xff1a;验证本地计算机上是否正确安装了 TCP/IP 协议应用2&#xff1a;测试某个目的主机可达性应用3&#xff1a;键入 ping&#xff0c;查看 ping 的其他参数含义 02 netstat 命令的典型…
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求你看完再去面试，涨薪必备分布式事务小抄，狂怼面试官~

求你看完再去面试，涨薪必备分布式事务小抄，狂怼面试官~

分布式事务就是指事务的参与者、支持事务的服务器、资源服务器以及事务管理器分别位于不同的分布式系统的不同节点之上。简单的说&#xff0c;就是一次大的操作由不同的小操作组成&#xff0c;这些小的操作分布在不同的服务器上&#xff0c;且属于不同的应用&#xff0c;分布式…
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尚硅谷爬虫(解析_xpath的基本使用)笔记

尚硅谷爬虫(解析_xpath的基本使用)笔记

1、xpath的基本使用 创建一个简单的HTML&#xff1a; <!DOCTYPE html> <html lang"en"> <head><meta charset"UTF-8"><title>Title</title> </head> <body><ul><li>北京</li><li&…
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