Le funzioni di VVIO.dll (una libreria per l'I/O in ambiente windows)

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VVIO.dll è una libreria dinamica per macchine Windows destinata a facilitare il supporto di vari dispositivi hardware, permettendo la scrittura di programmi in qualunque linguaggio che supporti DLL a 32 bit, inclusi quelli che, come Microsoft Visual Basic e Borland Delphi non hanno istruzioni di ingresso / uscita.

Questa pagina è parte del progetto VVIO: una libreria per l'I/O

I destinatari di questo software sono sostanzialmente appartenenti a due categorie:

Gli "smanettoni" dell'elettronica amatoriale che vogliono realizzare hardware per PC ma non hanno tempo, voglia o conoscenze per scrivere un device driver. Una volta utilizzavano il peek/poke del basic oppure in/out del turboC ma poi hanno scoperto che Windows non permette le istruzioni di ingresso/uscita... Diverse sono le DLL di questo tipo che si trovano si internet ma poche di quelle gratuite sono compatibili con Windows 95, 98, Me, NT, 2000 e XP. E forse nessun'altra è distribuita con il codice sorgente!
Chi vuole utilizzare hardware che io ho realizzato scrivendo il proprio codice ad alto livello senza però perdersi nella programmazione diretta dell'hardware.

Il funzionamento è possibile in due modalità profondamente differenti, una adatta per tutti i sistemi Windows ed una specifica per i sistemi operativi Microsoft derivati da WinNT, fino a WindowsXP. Le funzionalità e l'interfaccia verso il codice ad alto livello rimangono comunque identici.

Windows (tutte le versioni)

Il "driver" nella sua modalità "generica" è utilizzabile da tutte le macchine Windows, da Windows95 a WindowsXP e si appoggia sul meccanismo di I/O messo a disposizione da LabWindows/CVI; la contropartita è in alcuni casi, la relativa lentezza.

Per l'uso della DLL in questa modalità non è necessaria di alcuna installazione, è sufficiente copiarla dove risiede il programma oppure nella cartella di sistema (windows\system32 oppure winnt\system32). Questa modalità è quella predefinita e non è necessaria alcuna operazione di attivazione. E' necessario installare prima il run time engine di LW/CVI.

Windows NT, 2000, XP

Su macchine windows derivate da WinNT l'accesso ai dispositivi può essere fatto anche attraverso il device driver VVIO.SYS. Con esso è in alcuni casi possibile un grosso aumento di prestazioni pur preservando tutte le funzionalità della DLL in modalità "generica".

Per utilizzare questa modalità occorre preventivamente installare il device driver VVIO.sys e invocare, all'inizio del proprio codice, la funzione di attivazione.

La DLL è scritta utilizzando LabWindows/CVI, un compilatore ANSI C nato per il controllo della strumentazione elettronica ma utilizzabile anche per usi generici. Per utilizzarla è necessario installare sul proprio computer il RTE.

Come sempre nel link al fondo della pagina troverete sia gli eseguibili che il codice sorgente, gratuitamente ma con condizioni di utilizzo che vi prego di leggere con attenzione.

Di seguito, utilizzando la sintassi C, riporto una breve descrizione delle funzioni rese disponibili da VVIO.dll. Gli utenti VB troveranno anche il file VVIO.bas che riporta i nomi delle stesse funzioni con sintassi di VisualBasic.

L'elenco dei codici di errore ritornato dalle funzioni è disponibile nel file errorVVIO.h ed è caratterizzato dall'essere, in caso di errore, sempre minore di zero.

VVIO.dll: funzioni globali

void VVIO_SetNtMode(void)

Attiva la modalità di funzionamento specifica per windows NT/2000/Xp. Se non si invoca questa funzione la DLL è comunque utilizzabile seppur con un qualche calo di prestazioni, a volte consistente, a volte irrilevante.

La funzione non ritorna alcun valore e, nell'impossibilità di caricare VVIO.sys (sistema operativo non compatibile, driver non installato, errore nel driver...), semplicemente prosegue l'esecuzione del programma nella modalità "generica" previa segnalazione.

void VVIO_SlowDown (short int slow)

Rallenta le funzioni di scrittura sull'hardware, permettendo l'utilizzo di dispositivi particolarmente lenti con parallele particolarmente veloci.

I parametri:

slow: il valore predefinito 0 indica la massima velocità ed è adeguato usando, per esempio, parallele ISA e hardware capace di funzionare a 2 MHz; altri valori ragionevoli potrebbero essere 1 (corrispondente al raddoppio del tempo di esecuzione) o 2 (triplicazione); valori superiori sono da considerarsi solo in situazioni particolari a causa del rallentamento eccessivo che potrebbero introdurre.

Nota: l'effetto è globale, cioè vale per tutte le operazione di I/O. E' permesso invocare la funzione più volte durante l'esecuzione del programma per adattarsi alle varie periferiche.

VVIO.dll: le funzioni generiche di input /output

short int VVIO_in (int addr)

Legge un byte dal dispositivo con indirizzo addr. L'uso casuale di questa funzione potrebbe causare danni al sistema se usato senza la dovuta attenzione, anche se si tratta di un'ipotesi piuttosto remota, trattandosi di un'operazione di lettura.

I parametri:

addr: l'indirizzo da cui leggere. Non viene effettuato alcun controllo sull'esistenza di un dispositivo con questo indirizzo e/o sugli eventuali effetti collaterali. Valori ammessi da 0 a 65535.

Ritorna il byte letto (0-255)

void VVIO_out (int addr, short int data)

Scrive il byte data all'indirizzo addr. Non viene effettuato alcun controllo sull'esistenza di un dispositivo con questo indirizzo e/o sugli eventuali effetti diretti o indiretti. L'uso potrebbe anche causare danni al sistema se usato senza la dovuta attenzione (per esempio la scrittura di un dato casuale sull'indirizzo del controller dei dischi potrebbe causare il blocco della macchina ed addirittura alla perdita di dati)

I parametri:

addr: l'indirizzo su cui scrivere. Valori ammessi da 0 a 65535
data: il byte da scrivere. Valori ammessi da 0 a 255.

VVIO.dll: le funzioni relative alla porta parallela

short int VVIO_LPT_GetNumberFromBios (short int lpt1, short int lpt2, short int *lpt3)

Ritorna il numero di porte parallele individuate dal BIOS del PC ed i relativi indirizzi. In genere sono comprese le sole porte con indirizzo minore di 0x400 presenti sulla scheda madre o su schede ISA. In genere sono invece escluse quelle su bus PCI.

I parametri

lpt1 (per reference): l'indirizzo della prima porta parallela. Se 0, la porta non non è stata individuata dal BIOS del PC
lpt2 (per reference): l'indirizzo della seconda porta parallela.
lpt3 (per reference): l'indirizzo della terza porta parallela.

Ritorna il numero di parallele individuate (0... 3). Un codice di ritorno negativo indica un errore.

short int VVIO_LPT_Lock (short int lpt)

Questa funzione blocca l'utilizzo della porta parallela ad altre applicazioni. Ho grossi dubbi sul corretto funzionamento di questa funzione per tutte le versioni di windows, anche se usarla sicuramente male non fa.

I parametri:

lpt: il numero che identifica la porta parallela, così come individuato da Windows(1, 2, ...)

short int VVIO_LPT_Inizialize (short int lptnum, int lptaddr)

Inizializza alcune variabili interne per l'uso della porta parallela. E' necessario usarla prima delle funzioni VVIO_LPT_xxx() di seguito descritte.

I parametri:

lptnum: il numero che identifica la porta parallela, così come individuato da Windows(1, 2, ...). In teoria potrebbe essere un numero "casuale" tra 1 e 5 ma non è consigliabile usare questa possibilità
lptaddr: l'indirizzo dell'hardware della porta parallela (p.e. 0x278, 0x378, 0xD000...)

short int VVIO_LPT_GetStatus (short int lpt)

Legge cinque bit dal registro status.

I parametri:

lpt: il numero della porta parallela, cosi come specificato da VVIO_LPT_Inizialize()

Ritornata una parola di 16 bit di cui sono significativi solo 5 bit:
0, 0 , 0 , 0, 0, 0 , 0 , 0 busy, ack, paper_out, select, error, 0, 0, 0.

Si noti che tali bit sono significativi solo se il valore ritornato è positivo, altrimenti si tratta di un codice di errore.

Si noti inoltre che per ciascun bit è ritornato 1 se la tensione al pin esterno è alta, "correggendo" l'eventuale inversione effettuata dall'hardware della porta parallela.

short int VVIO_LPT_WriteData(short int lpt, short int data)

Scrive il valore data (8 bit) sulla porta lpt

I parametri

lpt: il numero della porta parallela su cui scrivere, cosi come specificato da VVIO_LPT_Inizialize()
data: i bit da scrivere. Valori ammessi da 0 a 255.

short int VVIO_LPT_WriteControl (short int lpt, short int strobe, short int linefeed, short int inizialize, short int select)

Scrive 4 bit nel registro control di lpt

I parametri

lpt: il numero della porta parallela, cosi come specificato da VVIO_LPT_Inizialize()
strobe, linefeed, inizialize, select: i quattro bit da scrivere. 0 indica un valore logico basso, introducendo, dove serve, una inversione che elimina l'effetto dell'eventuale inversione hardware effettuata dalla porta parallela.

VVIO.dll: le funzioni relative al circuito mini-datalogger

short int VVIO_MAX147_Inizialize(short int lptnum, short int lptaddr)

Alimenta il circuito del mini- datalogger collegato ad una porta parallela e inizializza alcune variabili interne. Il tempo di esecuzione è abbastanza lungo (centinaia di ms) in quanto viene inserito un ritardo per permettere lo stabilizzarsi delle tensioni. Occorre invocare questa funzione solo una volta, all'inizio del proprio programma.

I parametri:

lptnum: il numero che identifica la porta parallela che si intende utilizzare, così come individuato da Windows(1, 2, ...). In teoria potrebbe essere un numero "casuale" tra 1 e 5 ma non è consigliabile questa possibilità
lptaddr: l'indirizzo dell'hardware della porta parallela (p.e. 0x278, 0x378, 0xD000...)

short int VVIO_MAX147_GetVolt (short int lptnum, short int ch, double *volt)

Legge la tensione presente su uno dei canali del datalogger; si tratta della tensione all'ingresso del multiplexer, l'effetto dovuto ad eventuali partitori presenti deve essere calcolato a parte dal programma utente. Prima di questa funzione è necessario richiamare VVIO_MAX147_Inizialize()

I parametri:

lptnum: il numero della porta parallela su cui scrivere, cosi come specificato da VVIO_MAX147_Inizialize()
ch: il canale da utilizzare, compreso tra 0 e 7
volt (per reference): la tensione misurata, compresa tra 0 e 2,499

short int VVIO_MAX147_GetSamples (short int lptnum, double volt[])

Legge la tensione presente su tutti i canali del datalogger; si tratta delle tensioni all'ingresso del multiplexer, l'effetto dovuto ad eventuali partitori partitori presenti deve essere calcolato dal programma utente. Prima di questa funzione è necessario richiamare VVIO_MAX147_Inizialize().

I parametri:

lptnum: il numero della porta parallela su cui scrivere, cosi come specificato da VVIO_MAX147_Inizialize()
volt[8](per reference): l'array di otto valori in cui porre le tensioni misurate, comprese tra 0 e 2,499

VVIO.dll: le funzioni relative a circuiti basati su iso-buffer

short int VVIO_CD4094_Inizialize(short int LPT, short int lptAddr)

Inizializza l'hardware relativo ad un generico circuito basato su iso-buffer.

I parametri:

LPT: il numero che identifica la porta parallela che si intende utilizzare, così come individuato da Windows(1, 2, ...). In teoria potrebbe essere un numero "casuale" tra 1 e 5 ma non è consigliabile questa possibilità
lptAddr: l'indirizzo dell'hardware della porta parallela (p.e. 0x278, 0x378, 0xD000...)

short int VVIO_CD4094_Write(short int LPT, short int ch, short int data, short int immediate)

Scrive un dato su un canale di un generico circuito basato su iso-buffer.

Parametri:

LPT: il numero della porta parallela su cui scrivere, cosi come specificato da VVIO_CD4094_Inizialize()
data: il dato da scrivere (16 bit)
ch: il canale su cui scrivere, compreso tra 1 e 6. Si noti che in realtà sono sempre scritti tutti e 6 i canali, lasciando per cinque di essi il dato invariato rispetto alla precedente scrittura
immediate: se vale 1, il dato è effettivamente scritto "immediatamente". Se vale 0 la funzione influenza solo le variabili interne e la scrittura effettiva è rinviata ad una successiva chiamata di VVIO_CD4094_Write. Questa seconda opzione è utile quando occorre modificare contemporaneamente più uscite: si chiama la funzione varie volte di cui solo l'ultima con immediate=1.

short int VVIO_CD4094_18245 (short int LPT, short int ch, short int dacInput1, short int dacInput2, short int immediate)

Scrive dati su un circuito basato sull'integrato LMD18245. Si veda motori passo-passo a micro-passi per un esempio concreto.

Parametri:

LPT: il numero della porta parallela su cui scrivere, cosi come specificato da VVIO_CD4094_Inizialize()
ch: è il canale a cui è collegato il circuito (1... 6)
dacInput1: il valore di corrente da impostare sul primo ponte ad H. Sono accettabili valori compresi tra -15 e +15)
dacInput2: il valore di corrente da impostare sul secondo ponte ad H. Sono accettabili valori compresi tra -15 e +15)
immediate: vedi descrizione di VVIO_CD4094_Write()

short int VVIO_CD4094_NextStepBipolar(short int LPT, short int ch, short int microstep, short int immediate)

Fa compiere ad uno dei motori passo-passo bipolari una singola rotazione, pari a uno o più "micropassi" (micro-step). Per la rotazione continua del motore è necessario invocare questa funzione ad intervalli regolari.

Si veda il circuito motori passo-passo a micro-passi ed il tutorial sui motori passo-passo per maggiori dettagli.

Parametri:

LPT: il numero della porta parallela su cui scrivere, cosi come specificato da VVIO_CD4094_Inizialize()
ch: il canale a cui è connesso il motore (valori ammessi: da 1 a 6)
microstep: il numero di micropassi da fare in una singola volta. Sono ammessi tutti i valori compresi tra -CD4094_uS/4 e +CD4094_uS/4 (costante che nella versione attuale vale 64=256/4) ma potrebbe essere consigliabile limitarsi alle potenze di 2 e non modificare tale parametro durante la rotazione. A titolo di esempio 64 indica il funzionamento a passo intero, 32 l'half-step con controllo di coppia, -1 il micropasso singolo nel verso opposto.
immediate: vedi descrizione di VVIO_CD4094_Write()

short int VVIO_CD4094_NextStepUnipolar (short int LPT, short int ch, short int motor, short int step, short int immediate)

Fa compiere ad uno dei motori passo-passo unipolari una rotazione, di un passo o di mezzo passo. Per la rotazione continua del motore è necessario invocare questa funzione ad intervalli regolari.

Si veda il circuito step-driver ed il tutorial sui motori passo-passo per maggiori dettagli.

Parametri:

LPT: il numero della porta parallela su cui scrivere, cosi come specificato da VVIO_CD4094_Inizialize()
ch: il canale a cui è connesso il motore (valori ammessi: da 1 a 6)
motor: il motore selezionato (0 oppure 1)
step: 2 (o -2) indica la rotazione di un passo, 1 (o -1) la rotazione di mezzo passo.
immediate: vedi descrizione di VVIO_CD4094_Write()

licenza	La licenza d'uso che ho utilizzato
basicVVxx.x	Il codice sorgente delle librerie
DLL\	La DLL per l'ambiente Windows
SYS\	Il device driver per WindowsNT/2000/Xp e relativi file di supporto

Le funzioni di VVIO.dll

VVIO.dll: funzioni globali

void VVIO_SetNtMode(void)

void VVIO_SlowDown (short int slow)

VVIO.dll: le funzioni generiche di input /output

short int VVIO_in (int addr)

void VVIO_out (int addr, short int data)

VVIO.dll: le funzioni relative alla porta parallela

short int VVIO_LPT_GetNumberFromBios (short int *lpt1, short int *lpt2, short int *lpt3)

short int VVIO_LPT_Lock (short int lpt)

short int VVIO_LPT_Inizialize (short int lptnum, int lptaddr)

short int VVIO_LPT_GetStatus (short int lpt)

short int VVIO_LPT_WriteData(short int lpt, short int data)

short int VVIO_LPT_WriteControl (short int lpt, short int strobe, short int linefeed, short int inizialize, short int select)

VVIO.dll: le funzioni relative al circuito mini-datalogger

short int VVIO_MAX147_Inizialize(short int lptnum, short int lptaddr)

short int VVIO_MAX147_GetVolt (short int lptnum, short int ch, double *volt)

short int VVIO_MAX147_GetSamples (short int lptnum, double volt[])

VVIO.dll: le funzioni relative a circuiti basati su iso-buffer

short int VVIO_CD4094_Inizialize(short int LPT, short int lptAddr)

short int VVIO_CD4094_Write(short int LPT, short int ch, short int data, short int immediate)

short int VVIO_CD4094_18245 (short int LPT, short int ch, short int dacInput1, short int dacInput2, short int immediate)

short int VVIO_CD4094_NextStepBipolar(short int LPT, short int ch, short int microstep, short int immediate)

short int VVIO_CD4094_NextStepUnipolar (short int LPT, short int ch, short int motor, short int step, short int immediate)

short int VVIO_LPT_GetNumberFromBios (short int lpt1, short int lpt2, short int *lpt3)