Windows CE.net的AD7854驱动程序开发

维普资讯 http://www.cqvip.com 学习园地　Ｗ　的　■东南大学　周怡君　金振兴　介绍基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ的ＡＤ７８５４流接口驱动程序的开发。以ＡＤ７８５４与嵌入式处理器￥３Ｃ２４１０接　．．　口电路为依据，详细阐述Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ的中断处理过程，给出驱动开发的具体实现过程、涉及的内核　文件以及部分源代码。该驱动程序的实现为基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ的嵌入式系统引进ＡＤ７８５４提供了　方便。　关键词　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ　ＡＤ７８５４　中断处理　设备驱动　引　言　ＡＤ７８５４是一款高速、低功耗的１２位并行接口模数　２　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ设备驱动简介　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ设备驱动模型主要有两种：本机设　备驱动与流接口设备驱动。不同的驱动模型只能通过它　们的软件接ＶＩ来区别，而不是它们适用的设备。驱动程序　模型决定其输出的软件接ＶＩｌ＿１］。　本机设备驱动程序适于集成到基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ　平台的设备，如通用Ｉ．ＥＤ驱动和电源驱动等。每种本机　设备驱动程序都有精确的要求和特殊的目的，微软提供了　定制接口的方式来支持内部设备驱动程序　］。一般来说，　只有ＯＥＭ开发商对本机设备驱动程序感兴趣，而独立硬　件销售商只开发附加的硬件驱动程序。Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ　平台生成器（ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｂｕｉｌｄｅｒ）提供本机设备驱动程序的　样本，可考虑把本机设备驱动程序样本应用到自己的平台　上，而无需再从头开发自己的本机驱动程序。　流接口设备驱动程序是一般类型的设备驱动程序。　转换芯片，其工作电压范围是３～５　Ｖ，采样频率最高为　２００　ｋＨｚ。由于ＡＤ７８５４在正常的工作模式下功耗为５．４　ｍｗ，在节电模式下功耗为３．６　ｗ，因此在便携式设备中　得到广泛的应用。ＡＤ７８５４具有自校准和系统校准功能，　可确保其精确地工作。ＡＤ７８５４含有片上采样保持电路　和片上参考电压（２．５　Ｖ），从而使外围电路设计得以简化。　当前，在先进的便携设备中，大量引进嵌入式操作系　统对系统资源进行管理，因此开发硬件设备的驱动成为构　建便携式系统的一个重要工作。本文以￥３Ｃ２４１０为处理　器，开发了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ的ＡＤ７８５４驱动程序，详　细阐述Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ下ＡＤ７８５４流接口驱动程序的实　现过程及相关内容。　１　ＡＤ７８５４与￥３０２４１０的扩展设计　为确保ＡＤ７８５４在￥３Ｃ２４１０的控制下完成采样和模　数转换，必须合理地设计接口电路。ＡＤ７８５４为１２位并　行模数转换芯片，￥３Ｃ２４１０是３２位微处理器，因此，一次　读操作即可完成ＡＤ７８５４转换结果的读取。但是，对于　ＡＤ７８５４校准寄存器的读操作以及对各寄存器的写操作　它表现为用户一级的动态ＤＬＬ，用来导出一组固定的函　数，称为“流接口函数”。应用程序可以通过文件系统接口　函数（ＡＰＩ）＇访问这些接口函数，从而调用驱动程序，驱动　硬件设备进行工作。在流接ＶＩ驱动程序中，驱动程序负责　Ｄ０　１Ａ０　１Ａ１５　１Ｂ０　。　Ｄ７　ＬｎＷＥ　ＬｎＯＥ　ＬｎＧＣＳ２　ＷＥ　Ａ　＜＝＝　Ｄ１５　Ｌｎ＇ＷＥ　ＬｎＷＥ　ＬＬｎ０Ｅ　ｎＯＥ　ＬＬｎＧＣＳ２　ｎＧＣＳ２　ＬＡＤＤＲ０　ＬＡＤＤＲＤ　ＥⅡ　ｒ０　ＥＩＮＴ０　＜　＝＝＞　１Ｂ？　都需要２个读或写操作，因此，统一使用２个读／写操作完　成对ＡＤ７８５４的操作，即仅选用ＡＤ７８５４的低８位数据线　作为数据传送通道。　ＲＤ　为了提高￥３Ｃ２４１０的驱动能力，在￥３Ｃ２４１０与外设　之间加入了一个双向数据缓冲器７４ＬＶＣ１６２４５。设计的　Ａ／Ｄ转换接口电路原理如图１所示。　７Ｒ　《聋Ｉ；；札　入主：禾　刍椭　ＣＳ　ＬＡＤＤＲ０　ＨＢＥＮ　ＥＩＮＴ０　ＢＵＳＹ　ＡＤＣＬＫ　图１　ＡＤ７８５４与￥３０２４１０的接口电路　，，　………　，　＆：ｐ－ｍ、　维普资讯 http://www.cqvip.com 把外设抽象成一个文件，而应用程序则使用操作系统提供　的ＡＰＩ对外设进行访问。流接口驱动程序几乎支持任何　类型的、可以连接到基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ平台的外部设　备，例如打印机、调制解调器等。本文介绍的ＡＤ７８５４驱　动也是采用流接口驱动模型，属于流接口驱动的范畴。流　接口设备驱动的体系结构如图２所示。　码进行修改。主要修改的内核文件如下：　①修改　ＷｌＮＣＥＲＯＯＴ　＼ＰＬＡＴＦＯＲＭ＼ＳＭＤＫ２４１０＼　ＩＮＣ＼ｏａｌｉｎｔｒ．ｈ文件；　②修改　ＷＩＮＣＥＲＯＯＴ　＼ＰＬＡＴＦＯＲＭ＼ｓｍｄｋ２４１０　＼ｋｅｒｎｅｌ＼ｈａｌ＼ａｒｍ＼ａｒｍｉｎｔ．ｅ文件中的ＯＥＭＩｎｔｅｒｒｕｐｔ　Ｈａｎ—　ｄｌｅｒ（）函数；　③在中断服务线程（ＩＳＴ）中调用ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＥｎａｂｌｅ（）、　ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＤｉｓａｂｌｅ（）、ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＤｏｎｅ（）等函数对中断进行操　作时，系统内核调用ＯＥＭＩｎｔｅｒｒｕｐｔＥｎａｂｌｅ（）、ＯＥＭＩｎｔｅｒ—　ｒｕｐｔＤｉｓａｂｌｅ（）、ＯＥＭＩｎｔｅｒｒｕｐｔＤｏｎｅ（），对中断寄存器进行　设置，完成中断允许、中断禁止和中断完成操作。对这３　个ＯＥＭ函数的修改，是通过修改　ＷＩＮＣＥＲＯＯＴ　＼　ＰＬＡＴＦＯＲＭ＼ｓｍｄｋ２４１０＼ｋｅｒｎｅｌ＼ｈａｌ＼ｅｆｗ．ｅ文件完成的。　ｌ　堡　Ｉ　图２流接口驱动程序的体系结构　内核文件的修改可以参照内核文件函数的具体实现　来完成。经过对Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ内核文件的修改，完成　了物理中断ＥＩＮＴＯ到逻辑中断号ＳＹＳＩＮＴＲ—ＡＤＣ的映　３　ＡＤ７８５４驱动设计与实现　由图１所示的硬件电路可知，ＡＤ７８５４被直接映射到　系统的内存，它的物理地址是０ｘｌ０００００００，因此，该设备　射。至此，就可以利用Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ提供的ＡＰＩ函　数，通过对逻辑中断ＳＹＳＩＮＴＲ—ＡＤＣ的处理来完成物理　中断零的操作。　的驱动程序可以选用单片式流接口设备驱动模型。同时　￥３Ｃ２４１Ｏ采用中断的方式对ＡＤ７８５４的转换结果进行读　取并启动下一次的转换。因此，开发Ａ／Ｄ驱动主要由两　个部分组成：内核部分和流接口函数部分。内核部分主要　完成中断的处理，包括物理中断到逻辑中断的转换，中断　３．２　ＡＤ７８５４流接口函数的实现　流接口驱动程序实质上就是一个动态链接库，在　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ中，流接口函数一共有１Ｏ个。这些流接　的使能、禁止，唤醒中断服务线程等工作；流接口函数部分　主要通过实现Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ提供的接口函数完成对　ＡＤ７８５４的读、写操作。　口函数并不需要每个都要有具体的实现代码，关键是要根　据设备的具体工作流程来完成相应的接口函数。本设计　中开发的ＡＤ７８５４的驱动程序主要实现的接口函数为：　ＸＸＸＤｅｉｎｉｔ、ＸＸＸ—Ｉｎｉｔ、ＸＸＸ——３．１　ＡＤ７８５４中断在Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ中的处理　内核部分主要是修改Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ中与中断相　关的内核文件，完成物理中断到逻辑中断的映射。由图１　可知，ＡＤ７８５４占用外部中断０（ＥＩＮＴ０）。为了让操作系　Ｏｐｅｎ、ＸＸＸ—Ｃｌｏｓｅ、ＸＸＸ　—Ｒｅａｄ、ＸＸＸ—Ｗｒｉｔｅ。ＸＸＸ为设备文件名的前缀，由于开　发的是模数转换芯片的驱动，故在此将该前缀命名为　“ＡＤＣ”。以下具体介绍在Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ开发环境下　ＡＤ７８５４驱动的开发过程。　统能够处理外部中断０，必须对其关于中断处理的内核代　ｐａｐｅｒ＠ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｎｒ．ｃｎ（投稿专用）　Ｍｉｃｒ。∞ｎｔｒ。１１ｅｒｓ＆Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　８ｙｓｔｅｍｓ　７　７　维普资讯 http://www.cqvip.com 首先，在Ｐｌａｔｆｏｒｍ　Ｂｕｉｌｄｅｒ４．２开发环境下为ＡＤ７８５４　的驱动建立一个ＷＣＥ　Ｄｙｎａｍｉｃ—Ｌｉｎｋ　Ｌｉｂｒａｒｙ工程，随后　就可以在该工程下完成各流接口函数。流接口函数的实　数，本文结合硬件具体介绍其实现过程：　①ＰＡＤＣ—ＣＯＮＴＥＸＴ　ＡＤＣ—Ｉｎｉｔ（Ｉ　ＣＴＳＴＲ　ｐＣｏｎ—　ｔｅｘｔ，ＬＰＣＶＯＩＤ　ｌｐｖＢｕｓＣｏｎｔｅｘｔ）。该接口函数在驱动程序　现需要完成两个主要方面的工作：ＡＤ７８５４数据结构的建　立和各接口函数代码的实现。　（１）ＡＤ７８５４的数据结构　加载时，由设备管理器调用。在该函数中主要完成硬件初　始化工作，如映射设备的物理内存、配置相关寄存器、创建　中断事件、中断服务线程等。　ＡＤＣ＿在编写流接口函数之前，应该定义设备的数据结构，　这是对现实设备的抽象。根据ＡＤ７８５４在操作中所涉及　的ＣＰＵ相关存储器以及ＡＤ７８５４内部操作的需要，现将　ＡＤ７８５４抽象成以下结构类型：　ｔｙｐｅｄｅ　ｆ　ｓｔｒｕｃｔ　ＡＤＣＣＯＮＴＥＸＴ　｛一　＿Ｉｎｉｔ函数需按照一定的顺序完成驱动的初始化　工作，其内部函数的调用顺序如图３所示。ＡＤＣ—Ｉｎｉｔ调　用成功以后，将返回ＡＤ７８５４结构体的首地址——ｐＡＤＣ，　同时表明该驱动加载成功。　②ＤｗＯＲＤ　ＡＤＣ—Ｒｅａｄ（ＰＡＤＣ—ＣＯＮＴＥＸＴ　ｐＡＤＣ，　ＰＵＣＨＡＲ　ｐＢｕｆｆｅｒ，ＤＷＯＲＤ　Ｃｏｕｎｔ）。该接口函数主要完　．ｖｏｌａｔｉｌｅ　ＭＥＭｒｅｇ　ｖｐＭＥＭｒｅｇｓ；　／／ＡＲＭ核的存储器配置寄存器，主要　／／用于设置Ｂａｎｋ２的数据位数　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ＩＯＰｒｅｇ　ｖｐＩＯＰｒｅｇｓ；　成对ＡＤ７８５４的读操作，代码是对操作的抽象。为了更好　地体现开发过程，首先介绍一下ＡＤ７８５４的读操作过程。　ＡＤ７８５４一次输出１６位数据，分成２次输出（高８位、　低８位）。在读写时序中，除了通过对ＣＰＵ的存储寄存器　／／ＡＲＭ核的Ｉ／Ｏ口配置寄存器　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ＰＢＹＴＥ　ｖｐＡＤＡｄｄｒｅｓｓ；　／／ＡＤ７８５４的虚拟基地址　的相关配置以满足时间上的要求外，另一个重要的地方就　是注意满足高字节使能输出引脚（ＨＢＥＮ）的需要。具体　是在输出高字节时，该引脚应输入高电平。ＡＤ７８５４输出　一ｖｏｌａｔｉｌｅ　ＢＹＴＥ　ｂＤａｔａＢｕｆｆｅｒ［２］；　／／ＡＤ７８５４数据输出／写入的缓冲区　ｖｏｌａｔｉｌｅ　ｕｎｓｉｇｎｅｄ　ｉｎｔ＊ｉＲｅａｄｙ；　次１６位数据时有两种输出方式：其一就是高８位先输　ＢＯＯＬ　ｂＲｅａｄＯｕｔｐｕｔ；　ＤＷＯＲＤ　ＯｐｅｎＣｏｕｎｔ；　出，然后是低８位输出（与此相对应，ＨＢＥＮ引脚在　ＡＤ７８５４读时序中第１个字节为高电平，第２个字节为低　电平）；其二刚好相反。　由图３可知，ＨＢＥＮ的电平由￥３Ｃ２４１０的地址线０确　定，因此在一个ＡＤ７８５４的读时序中地址线０应改变一次　自己的状态。同时ＡＤ７８５４的片选与ＬｎＧＣＳ２相连，这也　ＨＡＮＤＬ　ＡＤＣＥｖｅｎｔ；／／中断事件句柄　ＨＡＮＤＬＥ　ｈＭａｐ；　ＤＷＯＲＤ　ＩｎｔＡＩＸ；；　ＨＡＮＤＬＥ　ｈＩｓｔ；／／中断服务线程句柄　ＣＲＩＴＩＣＡＬＳＥＣＴ１０Ｎ　ＲｅｇＣＳ；　就构成了ＡＤ７８５４的两个读物理地址：０ｘｌ０００　００００和　０ｘｌ０００　０００１。在本设计中，规定先读低８位数据然后为　高８位，因此地址线应先送出０ｘｌ０００　００００然后送出　０ｘｌ０００　０００１。ＡＤ７８５４的读周期时序如图４所示。　　｝ＡＤＣ—ＣＯＮＴＥＸＴ，＊ＰＡＤＣＣＯＮＴＥＸＴ；＃ｄｅｆｉｎｅ　ＰＨＡＤＢａｓｅ　０ｘｌ０００００００　／／ＡＤ７８５４的物理基地址　ＡＤ７８５４的数据结构可以看作是与　ＡＤ７８５４相关的逻辑体。通过Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ提供的内存映射函数ＶｉｒｔｕａｌＡ１一　ｌｏｃ（）和ＶｉｒｔｕａｌＣｏｐｙ（），可以将逻辑体与　具体的物理地址关联起来，完成对物理存　储器的设置。　（２）流接口函数的开发　流接口函数为应用程序操作硬件提　供统一的接口，完成对硬件的抽象工作。　一个流接口函数实质上就是提供某一特　函数实现的内容千差万别。有的接口函　定功能的模块，根据硬件的不同，各接口　数需要很多的代码，有的就是一个空的函　数体。在ＡＤ７８５４驱动的接口函数中，初　始化函数以及读写函数是主要的接口函　图３设备初始化接口函数工作时序图　义　７８　《茸‘；札　入工：蠢０．刍佣　Ｊ．　，　…一…　，ｒ　ｂ　４－月　、　维普资讯 http://www.cqvip.com ＨＢＥＮ　释放内存空间等工作。虽然必不可少，但是对ＡＤ７８５４的　操作不是主要的，在此不再详细介绍。　ＣＳ　编写导出函数和注册表文件，编译生成ｄＩｌ文件，通过　ＲＤ　ＰＢ将其制作成ＣＥＣ文件ｎ］，在定制操作系统时可以将驱　动程序加入操作系统中。这样就完成了驱动程序的编写，　有效》－＿————＿《有效　Ｄ　实现了操作系统与硬件之间的连接。　图４　ＡＤ７８５４读周期时序（低８位先输出）　４　结　论　Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ是多任务实时嵌入式操作系统，具　有良好的图形界面，实时性良好、功能强大，适用于工业控　制领域。本文以ＡＤ７８５４的驱动开发为例，阐述了ｗｉｎ—　ｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ对外部中断的处理过程和流接口驱动的开　由此可开发ＡＤ７８５４读接口函数，具体代码如下：　ＤＷＯＲＤ　ＡＤＣ—Ｒｅａｄ（ＰＡＤＣ—ＣＯＮＴＥＸＴ　ｐＡＤＣ，ＰＵＣＨＡＲ　ｐＢｕｆｆｅｒ，ＤＷＯＲＤ　Ｃｏｕｎｔ）｛　ＤＷ０ＲＤ　ｄｗＲｅｔ＝０：　ＲＥＴＡＩＬＭＳＧ（１，（ＴＥＸＴ（”ＡＤＧ＿Ｒｅａｄ＼ｎ”）））；　ＢＹＴＥ　ｂＲｅａｄＢｕｆｆｅｒ［２］；　发方法。该驱动程序已成功应用在所开发的作业环境监　测与评价系统中，在微气候各指标的监测方面应用效果良　好。ｌ墨　／／存储ＡＤ７８５４转换的输出结果缓冲区，２字节大小；　ｂＲｅａｄＢｕｆｆｅｒ［Ｏ］一　ｐＡＤＣ＿＞ｖ＿ｐＡＤＡｄｄｒｅｓｓ；　／／读出ＡＤ７８５４的低８位结果，此时ＨＢＥＮ为低电平　ｐＡＤＣ＿＞ｖｐＡＤＡｄｄｒｅｓｓ＋＋；　＿参考文献　Ｅｌｉ周毓林，宁杨，等．Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ内核定制及应用开发　［Ｍ］．第２版．北京：电子工业出版社，２００６．　［２］ＡＲＭＳＹＳ２４１０一Ｂ开发板硬件用户手册．　‘／／地址加１，是ＨＢＥＮ为高电平，　／／为输出高８位做准备　ｂＲｅａｄＢｕｆｆｅｒ［１］一　ｐＡＤＣ＿＞ｖ＿ｐＡＤＡｄｄｒｅｓｓ；　／／读出ＡＤ７８５４的高８位结果　ｐＡＤＣ＿＞ｖｐＡＤＡｄｄｒｅｓｓ一一：　＿［３］３Ｖ　ｔＯ　５Ｖ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｓｕｐｐｌｙ，２００　ｋＳＰＳ　１２一Ｂｉｔ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ　ＡＤＣｓ　ＡＤ７８５４．　／／恢复ＡＤ７８５４的地址，为下一次读做准备　ｄｗＲｅｔ＝ｍｉｎ（２，Ｃｏｕｎｔ）；　ｓｔｒｎｃｐｙ（（ＰＣＨＡＲ）ｐＢｕｆｆｅｒ，（ＰＣＨＡＲ）ｂＲｅａｄＢｕｆｆｅｒ，　ｄｗＲｅｔ）；　［４］张冬泉，谭南林，等．Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ实用开发技术［Ｍ］．北京：　电子工业出版社，２００６．　Ｅｓ］吴刚．基于ＡＲＭ便携振动监测仪的ＷｉｎＣＥ移植和驱动开　发［Ｄ］．北京：华北电力大学，２００５．　［６］赖乙宗，李迪，张春华．Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ＮＥＴ中断架构分析和　高速ＡＤ驱动程序的开发［Ｊ］．计算机应用，２００５，２５（１２）：　４５６—４５８．　／／将缓冲区的数据读出，即送出　／／ＡＤ７８５４的转换结果　ｒｅｔｕｒｎ　ｄｗＲｅｔ；　）　／／返回实际读取的字节数　［７］吴凡，赖乙宗，李迪．基于Ｗｉｎｄｏｗｓ　ＣＥ．ｎｅｔ嵌入式数据采集　卡的驱动程序设计［Ｊ］．计算机应用，２００５，２５（１２）：４２４—　４２５。４２８．　写接口函数ＤＷＯＲＤ　ＡＤＣ—ｗｒｉｔｅ（ＰＡＤＣ—ＣＯＮ—　ＴＥＸＴ　ｐＡＤＣ，ＰＵＣＨＡＲ　ｐＢｕｆｆｅｒ，ＤＷｏＲＤ　Ｃｏｕｎｔ），主要　完成对ＡＤ７８５４的写操作。ＡＤ７８５４的写操作过程和读操　作很相似，代码的实现过程也基本相同，在此就不再赘述。　其余的接口函数主要完成返回ＡＤ７８５４的结构句柄，　ｐａｐｅｒ（￣ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｒｎ．ｅｎ（投稿专／１Ｉ）　Ｍｉｃｒ０ｃ。ｎｔｒ。Ｕｅｒｓ＆Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　７　９