引言

Windows CE.NET是一個(gè)搶先式多任務(wù)并具有強(qiáng)大通信能力的Windows 32位嵌入式操作系統(tǒng)，是微軟專門為信息設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、嵌入式應(yīng)用等非PC領(lǐng)域而從頭設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略性操作系統(tǒng)產(chǎn)品。可以看出Windows CE并不是Windows桌面操作系統(tǒng)的一部分或縮減版本。CE系統(tǒng)與其它操作系統(tǒng)一樣，也提供了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。以驅(qū)動(dòng)內(nèi)部或者外圍硬件設(shè)備。驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒉僮飨到y(tǒng)和設(shè)備鏈接起來，使得操作系統(tǒng)能夠識(shí)別設(shè)備，并為應(yīng)用程序提供相應(yīng)的服務(wù)。要想真正了解驅(qū)動(dòng)程序必須結(jié)合一些驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)際開發(fā)。本文以基于ARM9核心硬件平臺(tái)的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槔?，講解如何在不同的硬件設(shè)備上實(shí)現(xiàn)Windows CE的驅(qū)動(dòng)開發(fā)。

1 Windows CE的體系結(jié)構(gòu)

Windows CE是由許多離散模塊組成的。每一模塊都提供特定的功能。這些模塊中的一部分被劃分成組件。組件使Win—dows CE變得非常緊湊，只占不到200KB的RAM，因此只占用了運(yùn)行設(shè)備所需的最小的ROM、RAM以及其它的硬件資源。

Windows CE包含提供操作系統(tǒng)最關(guān)鍵功能的4個(gè)模塊：內(nèi)核模塊；對象存儲(chǔ)模塊；圖形、窗口和事件子系統(tǒng)（GWES）模塊以及通信模塊。Windows CE還包含一些附加的可選擇模塊。這些模塊可支持的任務(wù)有管理流設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、支持COM等。

內(nèi)核是0S的核心。通過Core DII模塊表示。它提供在所有設(shè)備中都出現(xiàn)的基本操作系統(tǒng)功能。內(nèi)核負(fù)責(zé)內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、以及特定文件管理等功能。它還管理虛擬內(nèi)存、調(diào)度、多重任務(wù)處理以及例外處理等。

對象存儲(chǔ)可將用戶數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序數(shù)據(jù)存入文件或注冊器。在操作系統(tǒng)構(gòu)造進(jìn)程的過程中，對于這些不同的對象存儲(chǔ)組件，可以選取，也可以忽略。

GWES是用戶、應(yīng)用程序和0S之間的圖形用戶接口。

GWES通過處理鍵盤、筆針動(dòng)作來接受用戶輸入。并選擇傳送到應(yīng)用程序和0S的信息。GWES通過創(chuàng)建并管理在顯示設(shè)備和打印機(jī)上顯示的窗口、圖形以及文本來處理輸出。

通信組件提供對下列通信硬件和數(shù)據(jù)協(xié)議的支持：串行I／O支持，遠(yuǎn)程訪問服務(wù)（RAS），傳輸控制協(xié)議／Internet協(xié)議（TCP／IP），局域網(wǎng)（LA娜，電話技術(shù)API，Windows CE的無線服務(wù)。Win—dows CE的整體架構(gòu)如圖1。

2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的中斷處理

中斷是硬件與軟件打交道的重要方法，所以大多數(shù)驅(qū)動(dòng)程序都涉及到中斷處理。要想了解驅(qū)動(dòng)的開發(fā)過程。必須先了解Windows CE中斷機(jī)制。在CE的中斷處理中。一部分工作是由CE Kernel完成的，一部分是由OEM完成的。Windows CE的中斷服務(wù)例程是由OAL（對象抽象層）實(shí)現(xiàn)的。硬件中斷被發(fā)送到內(nèi)核的異常處理器。內(nèi)核的中斷支持處理器調(diào)用OAL函數(shù)OEMInterruptDisable來屏蔽此硬件的特定中斷。然后內(nèi)核調(diào)用ISR來進(jìn)行物理中斷，以中斷標(biāo)志符的形式返回邏輯中斷給系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度程序。系統(tǒng)得到該中斷號(hào)后，就會(huì)找到該中斷號(hào)，并喚醒等待相應(yīng)事件的線程（IsD，然后IST就可以在用戶模式下進(jìn)行中斷處理。處理完成后。IST需要調(diào)用InterruptDONe來通知操作系統(tǒng)中斷處理結(jié)束。其中的管腳斷的詳細(xì)處理過程如圖2所示。

3 WinCE下驅(qū)動(dòng)程序模型

要編寫驅(qū)動(dòng)程序還要確定它是屬于哪種驅(qū)動(dòng)。Windows CE驅(qū)動(dòng)程序分本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)和流設(shè)備驅(qū)動(dòng)。本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是被靜態(tài)地鏈接到GWES，它們不作為一個(gè)單獨(dú)的DLL存在。有一些類型的設(shè)備，如鍵盤、顯示器和Pc卡插槽等對操作系統(tǒng)都有一定的接口，是專門用于Windows CE.NET的。所以它們都屬本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)。若是按照結(jié)構(gòu)分，又可分為分層的驅(qū)動(dòng)程序和不分層的驅(qū)動(dòng)程序。分層的驅(qū)動(dòng)程序由兩個(gè)設(shè)置好的層組成：上層是模型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（MDD），下層是依賴平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)程序（PDD）。流接口驅(qū)動(dòng)程序是以動(dòng)態(tài)鏈接庫形式存在的，由設(shè)備管理器統(tǒng)一加載、管理和卸載。其驅(qū)動(dòng)模型見圖3。本文采用分層的驅(qū)動(dòng)程序來完成基于$3C2410的觸摸屏驅(qū)動(dòng)。

4 Windows CE下觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)

4.1 配置硬件

對于分層的驅(qū)動(dòng)程序只需要編寫對應(yīng)于特定硬件平臺(tái)的PDD層代碼。首先是配置控制器硬件，這是完成驅(qū)動(dòng)程序的第一件事。即對觸摸屏進(jìn)行硬件初始化。也就是通過向映射到存儲(chǔ)器的寄存器中寫人數(shù)據(jù)將觸摸屏控制器設(shè)置成某個(gè)確定的狀態(tài)。配置硬件之前，我們需要事先決定是否采用中斷驅(qū)動(dòng)。

這里我們采用中斷驅(qū)動(dòng)方式。要說明的是。并不是采用中斷永遠(yuǎn)是最好的設(shè)計(jì)方式。配置硬件這一過程是由TouchPanalPowerOn0函數(shù)完成的。下面是部分實(shí)現(xiàn)代碼：

4.2 設(shè)置中斷判斷被觸摸情況

對觸摸屏基本的硬件進(jìn)行正確設(shè)置完成后。接下來就要采用一種可靠的方法來判斷屏幕是否被觸摸了。在其驅(qū)動(dòng)中采用了兩個(gè)邏輯中斷：

1.SYSINTR TOUCH，用于觸摸筆點(diǎn)擊觸摸屏?xí)r產(chǎn)生相應(yīng)的中斷：

2.SYSINTR TOUCH_CHANGE，用于觸摸筆離開時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。

該過程有幾個(gè)判斷要點(diǎn)：檢查屏幕是否被觸摸；采集每個(gè)軸上的多個(gè)原始數(shù)據(jù)用于以后的過濾；檢查屏幕是否仍在被觸摸。

4.3 讀取數(shù)據(jù)并去抖

當(dāng)屏幕被觸摸時(shí)。我們首先讀取x軸和Y軸的原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行去抖處理，然后判斷得到的數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定，如果不穩(wěn)定，繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)并去抖，直到得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)為止。讀取觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)是由DdsiTouchPanalGetPointoi累i數(shù)實(shí)現(xiàn)的。部分實(shí)現(xiàn)代碼如下：

4.4 觸摸屏校準(zhǔn)

完成前面繁瑣的工作后，驅(qū)動(dòng)程序的各種功能就都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒了?，F(xiàn)在就可以實(shí)際觸摸屏幕了。電阻觸摸屏在操作前需要校準(zhǔn)。這需要一些參考值。以便我們能夠?qū)⒔邮盏降脑寄?shù)轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)換成高層軟件所需的屏幕像素坐標(biāo)。由于許多電阻觸摸屏存在著顯著的非線性，所以如果在最大值和最小值之間簡單的插入幾個(gè)位置數(shù)值會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)程序非常不精確。通常觸摸驅(qū)動(dòng)程序在一啟動(dòng)時(shí)就運(yùn)行校準(zhǔn)程序。但要記住一定要把這些參考值保存起來。以免我們在以后的加電啟動(dòng)期間再做校準(zhǔn)。

下面是校正算法代碼：

做出準(zhǔn)確判斷的唯一途徑就是進(jìn)行大量反復(fù)的測試。經(jīng)過大量試驗(yàn)表明，選取的校準(zhǔn)點(diǎn)越多，內(nèi)插窗口的間距越小，所得到的校準(zhǔn)精度就越高。校準(zhǔn)完成之后。便可以開始正常的操作了，并開始向更高層的軟件發(fā)送觸摸事件。最后一步，我們利用Platform Builder把編制好的驅(qū)動(dòng)程序加載到WinCE內(nèi)核中，然后燒錄到目標(biāo)設(shè)備。啟動(dòng)后我們就會(huì)得到一個(gè)友好的觸摸屏界面。就能檢驗(yàn)該驅(qū)動(dòng)程序是否成功了。

5 結(jié)語

設(shè)計(jì)Windows CE驅(qū)動(dòng)程序時(shí)。首先要選好驅(qū)動(dòng)程序的類型。本文選取的是分層的本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)。開發(fā)的效率比較高，其它的驅(qū)動(dòng)程序可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的驅(qū)動(dòng)模型。此外。Windows CE的驅(qū)動(dòng)程序可以針對不同的硬件平臺(tái)進(jìn)行移植。只要掌握了上述核心思想就能成功實(shí)現(xiàn)移植。