1 实时数据采集的要求及软件平台
数据采集一般是通过软件或硬件的定时中断通过A/D来读取外界传感器的数据。因此实时数据采集的首要的基本要求是定时准确，即采样间隔具有较好的一致性。
实时数据采集系统过去一般是在DOS操作系统下应用汇编语言开发的。Windows操作系统的普及应用，尤其是可视化开发软件Visual C++ 的出现，为软件开发提供了强大的图形界面功能，使得开发出来的应用程序具有良好的人机交互功能。汇编语言的特点是难调试，而高级语言具有良好的可读性及方便的调试手段。
本文采用美国微软公司推出的Visual C++为软件开发工具，采样间隔采用多媒体定时器进行精确定时，并采用Visual C++ 提供的端口操作的操作台函数进行硬件I/O编程。
2 多媒体定时器和硬件接口函数
Visual C ++ 提供了两种定时器。一般常用的是系统计时器，它使用函数SetTimer进行初始化，应用程序响应SetTimer函数发送来的消息WM_TIMER。这个定时器是IBM PC硬件和ROM BIOS构造的定时器逻辑的一个相当简单的扩展。PC的ROM初始化Intel8259定时器芯片来产生硬件中断08H。这个中断有时称为"定时器滴答"中断。中断08H每隔54。925毫秒产生一次，或大约每秒18.2次。BIOS使用中断08H更新存于BIOS数据区的"时间"值。因此，这个定时器在Windows中的最大缺点是计时器的最大分辨率是55毫秒，也就是说应用程序每秒只能接收到18个消息。此外，这个计时器消息的优先权太低，只有在所有的消息（除了消息WM_PAINT）被处理后才能被处理。因此函数SetTimer只能用于一般的定时，如扉屏显示时间定时等，它远远不能满足实时数据采集的要求。本文重点介绍的是多媒体定时器（Multimedia Timer）。它使用自己单独的线程（Thread），来调用一个自己的回调函数（Callback Function）。它的优先级很高，它每隔一定时间就发送一个消息而不管其它消息是否执行完。此外，对于现在的Intel CPU来说，它的最小定时精度通常都可以达到1毫秒，足够满足实时数据采集的定时精度。第4节将详细阐明Visual C++ 5.0 中多媒体定时器使用的详细过程。
Visual C++ 5.0 作为C++的可视化编程工具，具有C语言对硬件操作的能力。它提供了大量的操作台函数（可参阅Visual C++提供的帮助）。例如：从端口地址读取数据的函数_inp（读字节）, _inpw（读字）, _inpd（读双字）和向端口写操作字和赋初值的函数_outp（写字节）, _outpw（写字）, _outpd（写双字）。_inp, _inpw, _inpd三个函数的参数均为地址变量，返回的是该地址口读取的数据。_outp, _outpw, _outpd三个函数的第一个参数是地址，第二个参数是须写入地址的数据。
读端口地址的三个函数原型分别是：
int _inp( unsigned short port );
unsigned short _inpw( unsigned short port );
unsigned long _inpd( unsigned short port );
向端口地址写数据或命令字的三个函数原型分别如下：
int _outp( unsigned short port, int databyte );
unsigned short _outpw( unsigned short port,
unsigned short dataword );
unsigned long _outpd( unsigned short port,
unsigned long dataword );
举例来说，对端口地址0xAddress写入字节数据0xData是_outp(0xAddress,0xData)，而若从该地址读取字节数据，则用_inp(0xAddress)。第5节将以一实例介绍硬件操作的全过程。
3 Visual C++多媒体定时器的编程实现
3.1设定Windows 95多媒体定时器[1][2]
多媒体定时器可直接用Component Gallery在项目中插入Windows Multimedia组件，此时多媒体定时器所需的头文件和库将自动插入工程的Stdafx.h中，或用手直接将以下语句添入Stdafx.h，即：
#include
// CG: The following line was added
by the Windows Multimedia component.
#pragma comment(lib, "winmm.lib")
3.2 多媒体定时器的应用 1）定义定时器参数
#define TEN_MILLI_SECOND 200 //定时器间隔
#define TIMER_ACCURACY 1//定时器精度
UINTTimer_ID;//定时器句柄
UINTwAccuracy; //定时器精度参数
2）通过多媒体定时器设备函数
timeGetDeviceCaps获得本微机的最大分辨率。
TIMECAPS tc; //定时器分辨率的结构
If(timeGetDeviceCaps(&tc,sizeof(TIMECAPS))
= = TIMERR_NOERROR)
{
//获得本系统的最小定时器分辨率，
所有应用必须大于等于该分辨率
wAccuracy=min(max(tc.wPeriodMin,
TIMER_ACCURACY),tc.wPeriodMax);
//设定本应用的所需的定时器分辨率，
本例为微机的所允许的最大分辨率
timeBeginPeriod(wAccuracy);
}
3）应用多媒体定时器的timeSetEvent函
数设定事件的触发方式，它的函数原形是：
MMRESULT timeSetEvent( UINT uDelay,
UINT uResolution,
LPTIMECALLBACK lpTimeProc,
DWORD dwUser, UINT fuEvent);
uDelay用于设定事件触发间隔；
uResolution用于设定程序所需的最小分辨率；
lpTimeProc 调用回调函数；
dwUser 用户提供的回调数据；
fuEvent 事件触发方式，
在Visual C++中有两种方式：
TIME_ONESHOT：事件仅触发一次
TIME_PERIODIC：每隔一定时间触发一次
TimeSetEvent函数返回定时器句柄，
具体应用是：
Timer_ID=timeSetEvent
(TEN_MILLI_SECOND,wAccuracy,
( LPTIMECALLBACK)CatchMMTimer,
(DWORD)hWnd,TIME_PERIODIC);
4）声明一个全局的回调（Callback）函数
void CALLBACK TwoHundredMilliSecondProc
(UINT wTimerID,UINT nMsg,DWORD
dwUser,DWORD dw1,DWORD dw2)，
在回调函数中调用事件触发消息且在回调函数中语句尽量简单，不要在回调函数内做一些耗时的操作；
5）添加用户消息CatchMMTimer函数，用来接收多媒体定时器的事件通知。其过程是首先在类的头文件定义：#define MYMSG_TIMER WM_USER+101，然后在类头文件的AFX_MSG块中说明消息处理函数：afx_msg LRESULT OnMymsgTimer(WPARAM wParam, LPARAM lParam); 在类实现的消息映射块中，使用ON_MESSAGE宏指令将消息映射到消息处理函数中：ON_MESSAGE (MYMSG_TIMER, OnMymsgTimer)。最后在相应类中实现消息处理函数。关于用户自定义消息具体可参考Visual C++ s书籍。如：PostMessage(（HWND）dwUser,MYMSG_TIMER,0,0); //PostMessage发送消息
6）定时器的任务完成后，要及时删除，否则占用太多内存，系统会越来越慢。删除定时器分两步，首先调用timeKillEvent函数删除定时器句柄，然后用timeEndPeriod函数删除定时器的分辨率。具体应用如下：
timeKillEvent(Timer_ID);
timeEndPeriod(wAccuracy);
本节所用所有函数的使用可参阅Visual C++提供的在线帮助。
4 Visual C++硬件I/O操作的编程实现
在对硬件的操作中，除了应用本文2节中的函数外还必须在相关类的实现文件中添加操作台的头文件#include "conio.h"。本文以康拓研制的IPC5387计数板中的82C54计数器芯片u24的第一个计数器通道为例进行较为系统的说明。该板有4片82C54芯片，具有12路16位计数。它直接插在PC总线插槽中。下面例中命令字的含义及读写操作顺序可参考82C54的有关资料，其中所用的地址值可参考IPC5387计数板的说明书。
1）定义控制口地址变量和计数器0高低字节变量
unsigned short U24CtrlPort;
unsigned int i1L, i1H;
//计数器0高低字节变量
并在类的构造函数中赋命令口地址值及初值
usCtrlPort=0x163;
i1L=0;
i1H=0;
2) 初始化82C54时，给本芯片的控制口地址赋操作命令字并赋初值
Initialize82C54()
{
//在本文中芯片的读写操作均为先读低字节，
再读高字节
_outp(usCtrlPort,0x30);//写命令字
_outp(0x160,0x00); //计数器0赋初值
_outp(0x160,0x00);
}
3) 用_inp函数读出各地址的值，读数之前先锁存计数值再读数
void Read82C54Data()
{
//锁存82C54计数器的通道
_outp(CtrlPort1,0x00); //锁存82C54计数器0
//读出计数值，先读取低字节，再读取高字节
//读取82C54计数器0
i1L=_inp(0x160);
i1H=_inp(0x160);
_outp(0x160,0x00); //计数器0重赋初值
_outp(0x160,0x00);
}
5 防滑器速度参数实时数据采集的编程实现
防滑器速度参数数据的采集过程如图1所示。计数板（本文采用康拓公司的IPC5387，计数芯片是82C54）插在PC机主板的ISA插槽，车辆四轴的脉冲速度传感器安装在轴头。并采用"飞读"方式，计算机按一定的时间间隔 读取计数板内的脉冲数，将脉冲数按公式（1）转换为速度值。
图1 防滑器速度参数采集过程
式中： ：轴切线速度， ：脉冲数， ：采集周期。
根据4、5两节所阐述的内容，我们在Visual C++的工作台上用New建立一个新的MFC AppWizard(exe) 项目Project，确保建立一个单文档程序并选择中文字库。在Resource View资源Menu的IDR
