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　　引言
　　
　　WindowsCE.NET是一個(gè)搶先式多任務(wù)并具有強(qiáng)大通信能力的Windows32位嵌入式操作系統(tǒng)，是微軟專(zhuān)門(mén)為信息設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用、消費(fèi)類(lèi)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?？梢钥闯鯳indowsCE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(lái)，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(kāi)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)WindowsCE的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)。
　　
　　1、WindowsCE的體系結(jié)構(gòu)
　　
　　WindowsCE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WindowsCE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zui小的ROM、RAM以及其它的硬件資源。　　　　
　　WindowsCE包含提供操作系統(tǒng)zui關(guān)鍵功能的4個(gè)模塊：內(nèi)核模塊；對(duì)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。WindowsCE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OS的核心，通過(guò)CoreDll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(duì)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(cè)器。在操作系統(tǒng)構(gòu)造進(jìn)程的過(guò)程中，對(duì)于這些不同的對(duì)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OS之間的圖形用戶接口。GWES通過(guò)處理鍵盤(pán)、筆針動(dòng)作來(lái)接受用戶輸入，并選擇傳送到應(yīng)用程序和OS的信息。GWES通過(guò)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(lái)處理輸出。
　　
　　通信組件提供對(duì)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(wèn)服務(wù)（RAS），傳輸控制協(xié)議/Internet協(xié)議（TCP/IP），局域網(wǎng)（LAN），技術(shù)API，WindowsCE的無(wú)線服務(wù)。WindowsCE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(kāi)發(fā)過(guò)程，必須先了解WindowsCE中斷機(jī)制。在CE的中斷處理中，一部分工作是由CEKernel完成的，一部分是由OEM完成的，WindowsCE的中斷服務(wù)例程是由OAL（對(duì)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(lái)屏蔽此硬件的特定中斷，然后內(nèi)核調(diào)用ISR來(lái)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)對(duì)應(yīng)的事件，并喚醒等待相應(yīng)事件的線程（IST），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(lái)通知操作系統(tǒng)中斷處理結(jié)束，操作系統(tǒng)再次調(diào)用OAL中的OEMInterruptDone函數(shù)來(lái)完成zui后的中斷處理。其中斷的詳細(xì)處理過(guò)程如圖2所示。　　　　
　　3、WinCE下驅(qū)動(dòng)程序模型
　　
　　要編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序還要確定它是屬于哪種驅(qū)動(dòng)。WindowsCE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(lèi)型的設(shè)備，如鍵盤(pán)、顯示器和PC卡插槽等對(duì)操作系統(tǒng)都有一定的接口，是專(zhuān)門(mén)用于WindowsCE.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(lài)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(kù)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(jiàn)圖3。本文采用分層的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成基于S3C2410的觸摸屏驅(qū)動(dòng)。　　　　
　　4、WindowsCE下觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)
　　
　　4.1配置硬件
　　
　　對(duì)于分層的驅(qū)動(dòng)程序只需要編寫(xiě)對(duì)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*件事，即對(duì)觸摸屏進(jìn)行硬件初始化。也就是通過(guò)向映射到存儲(chǔ)器的寄存器中寫(xiě)入數(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(shuō)明的是，并不是采用中斷永遠(yuǎn)是的設(shè)計(jì)方式。配置硬件這一過(guò)程是由TouchPanalPowerOn（）函數(shù)完成的。下面是部分實(shí)現(xiàn)代碼：
　　
　　TouchPanelPowerOn（）
　　
　　{
　　
　　......
　　
　　//SetupGPIOsfortouch為觸摸屏設(shè)置輸入/輸出口
　　
　　v_pIOPregs->rGPGCON&=~（（0x03<<30）|（0x03<<28）|（0x03<<26）|（0x03<<24））;
　　
　　//SetGPG15touseasnYPON,GPG14touseasYMON,GPG13touseasnXPON,GPG12touseasXMON配置PORTG的管腳
　　
　　......
　　
　　//SetupADCregister
　　
　　//DownInt,YMON:0,nYPON:1,XMON:0;nXPON:1,Pullup:1,AutoConv.,Waiting.
　　
　　v_pADCregs->rADCTSC=（0<<8）|（1<<7）|（1<<6）|（0<<5）|（1<<4）|（0<<3）|（0<<2）|（3）;
　　
　　......
　　
　　}
　　
　　4.2設(shè)置中斷判斷被觸摸情況
　　
　　對(duì)觸摸屏基本的硬件進(jìn)行正確設(shè)置完成后，接下來(lái)就要采用一種可靠的方法來(lái)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(kāi)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。
　　
　　該過(guò)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(guò)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DdsiTouchPanalGetPoint（）函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。部分實(shí)現(xiàn)代碼如下：
　　
　　DdsiTouchPanelGetPoint（TOUCH_PANEL_SAMPLE_FLAGS*pTipStateFlags,INT*pUncalX,INT*pUncalY）//取得樣本點(diǎn)信息
　　
　　{
　　
　　......
　　
　　if（status==TOUCH_PEN_UP）{......}//設(shè)置中斷
　　
　　elseif（status==TOUCH_PEN_DOWN）{......}//設(shè)置中斷
　　
　　......
　　
　　}
　　
　　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，現(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)。一般情況下我們只需要測(cè)得兩組原始數(shù)據(jù)（X和Y），即在屏幕對(duì)角處讀取的zui小值和zui大值，由于許多電阻觸摸屏存在著顯著的非線性，所以如果在zui大值和zui小值之間簡(jiǎn)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。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(lái)，以免我們?cè)谝院蟮募与妴?dòng)期間再做校準(zhǔn)。校正后的坐標(biāo)必須保證報(bào)告到zui近的1/4像素。下面是校正算法代碼：
　　
　　TouchPanelEnable（...）;//啟動(dòng)面板
　　
　　TouchPanelGetDeviceCaps（...）;//詢(xún)問(wèn)校正點(diǎn)數(shù)
　　
　　for（i=0;i<#points;i++）
　　
　　{
　　
　　TouchPanelGetDeviceCaps（...）;//取校正坐標(biāo)
　　
　　TouchPanelReadCalibrationPoint（...）;//取校正數(shù)據(jù)
　　
　　}
　　
　　TouchPanelSetCalibration（...）;//計(jì)算校正系數(shù)
　　
　　做出準(zhǔn)確判斷的*途徑就是進(jìn)行大量反復(fù)的測(cè)試。經(jīng)過(guò)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(kāi)始正常的操作了，并開(kāi)始向更高層的軟件發(fā)送觸摸事件。zui后一步，我們利用PlatformBuilder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)束語(yǔ)
　　
　　設(shè)計(jì)WindowsCE驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，首先要選好驅(qū)動(dòng)程序的類(lèi)型。本文選取的是分層的本機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，開(kāi)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，WindowsCE的驅(qū)動(dòng)程序可以針對(duì)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。