WINCE6.0+S3C6410串口驱动
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作者：LoongEmbedded(kandi)
時間：2011.05.21
類別：WINCE驅動開發
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WINCE串口驅動
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備注：本博文基于Real6410+WINCE6.0的系統來學習的
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1.????? 硬件設計
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圖1
UART接口在此開發板中的應用如下：
UART0作為調試口來使用
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圖2
UART1用于和GPRS模塊SIM900通信
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圖3
UART2用于和GPS模塊COMPASS_EB818通信
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圖4
UATR3用于和藍牙模塊通信
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圖5
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2.????? 軟件設計
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2.1?? WINCE串口驅動的架構
在WINCE系統中，串口驅動是作為一個流驅動的形式存在，其驅動架構如下圖所示：
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圖6
串口驅動分為MDD層和PDD層，DD層對上層的Device Manager(device.dll)提供了標準的流設備驅動接口(COM_xxx)，PDD層實現了HWOBJ結構及結構中若干針對于串口硬件操作的函數指針，這些函數指針將指向PDD層中的串口操作函數。DDSI是指MDD層與PDD層的接口，在串口驅動中實際上就是指HWOBJ，PDD層會傳給MDD層一個HWOBJ結構的指針，這樣MDD層就可以調用PDD層的函數來操作串口。
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2.2?? MDD層的導出接口函數
MDD層為系統提供流設備接口，這些接口微軟已經實現，但還是有必要學習一下
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2.2.1???????? COM_Init
此函數始化串口設備，該函數通過讀取注冊表獲得串口設備號，并獲得相應的HWOBJ的結構指針，通過該指針調用PDD層的硬件初始化函數初始化串口。
Identifier：如果驅動被設備管理器加載，那么這個參數將包含一個注冊表鍵值在” HKEY_LOCAL_MACHINE/Drivers/Active”路徑下。如果驅動是通過調用RegisterDevice函數來加載的，那么這個值等于dwInfo的值。在COM_Init中，會先打開該鍵值，用返回的句柄來查詢DeviceArrayIndex值，并根據該值獲得PDD層的HWOBJ結構指針，下圖是COM_Init函數的一部分
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圖7
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2.2.2???????? COM_Deinit
卸載串口設備，該函數中主要做了一些釋放資源的操作。也可以被DeregisterDevice函數調用，而DeregisterDevice函數可以被應用程序調用。
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2.2.3???????? COM_PreDeinit
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2.2.4???????? COM_Open
打開串口設備，當應用程序調用CreateFile函數打開串口時，該函數會被調用來打開串口設備。
pContext：COM_Init函數返回的Handle。
AccessCode：設置訪問模式，比如共享讀或者是讀寫模式。
ShareMode：在參數從應用程序中的CreateFile函數中傳來，表示是否支持獨自占有。
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2.2.5???????? COM_Close
關閉串口設備，當應用程序調用CloseHandle函數的時候會調用這個函數。
pContext：COM_Init函數返回的Handle。
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2.2.6???????? COM_PreClose
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2.2.7???????? COM_Read
讀串口數據，應用程序調用ReadFile函數讀串口的時候，會調用該函數。
pContext：COM_Open函數返回的Handle。
pTargetBuffer：指向一個用于存放讀到數據的Buffer。
BufferLength：pTargetBuffer指向的Buffer的大小。
pBytesRead：實際讀到的數據的大小。
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2.2.8???????? COM_Write
寫串口數據。應用程序調用WriteFile函數寫串口的時候，該函數被調用。
pContext：COM_Open函數返回的Handle。
pSourceBytes：指向一個Buffer，該Buffer包含要寫入串口的數據。
NumberOfBytes：要寫入串口的數據的大小。
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2.2.9???????? COM_Seek
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2.2.10?????? COM_PowerDown
該函數主要用于串口設備從正常模式進入suspend狀態之前需要做的動作。
pContext：串口設備的Handle。
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2.2.11?????? COM_PowerUp
該函數主要用于串口設備從suspend模式恢復到正常模式。
pContext：串口設備的Handle。
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2.2.12?????? COM_IOControl
該函數主要實現了一些串口的IO控制，它會被應用層的一些串口函數調用來獲得或者設置串口的狀態。
dwOpenData：COM_Open函數返回的Handle。
dwCode：I/O控制操作碼。
pBufIn：傳入的Buffer。
dwLenIn：傳入的Buffer的大小。
pBufOut：傳出的Buffer。
dwLenOut：傳出的Buffer的大小。
pdwActualOut：實際傳出的數據的大小。
對于串口驅動來說，COM_IOControl函數非常有用，應用程序通過調用COM_IOControl函數并傳入不同的操作碼，實現了控制串口的功能。這里列舉一些操作碼如下：
操作碼 ? 解釋
IOCTL_SERIAL_CLR_DTR
設置串口的DTR管腳為低
IOCTL_SERIAL_CLR_RTS
設置串口的RTS管腳為低
IOCTL_SERIAL_DISABLE_IR
禁用串口的紅外模式
IOCTL_SERIAL_ENABLE_IR
啟用串口的紅外模式
IOCTL_SERIAL_GET_COMMSTATUS
清除串口設備的異常標記并返回當前狀態
IOCTL_SERIAL_GET_DCB
獲得串口的DCB結構
IOCTL_SERIAL_GET_MODEMSTATUS
獲得當前Modem的控制寄存器值
IOCTL_SERIAL_GET_PROPERTIES
重新獲得當前串口設備的硬件屬性
IOCTL_SERIAL_GET_TIMEOUTS
獲得串口設備的讀寫超時
IOCTL_SERIAL_GET_WAIT_MASK
獲得等待事件標記掩碼
IOCTL_SERIAL_IMMEDIATE_CHAR
在發送數據前，先發送一個特定的字符
IOCTL_SERIAL_PURGE
清除串口中的輸入輸出Buffer，也可以中止未進行的讀寫操作
IOCTL_SERIAL_SET_BREAK_OFF
串口通訊從中斷狀態恢復
IOCTL_SERIAL_SET_BREAK_ON
設置串口為中斷狀態，停止發送接收數據
IOCTL_SERIAL_SET_DCB
設置串口的DCB結構
IOCTL_SERIAL_SET_DTR
設置串口的DTR管腳為高
IOCTL_SERIAL_SET_QUEUE_SIZE
目前，在微軟的MDD層代碼中沒有支持
IOCTL_SERIAL_SET_RTS
設置串口的RTS管腳為高
IOCTL_SERIAL_SET_TIMEOUTS
設置串口的讀寫操作超時
IOCTL_SERIAL_SET_WAIT_MASK
設置等待事件標記掩碼
IOCTL_SERIAL_SET_XOFF
軟件流控模式下，終止數據傳輸
IOCTL_SERIAL_SET_XON
軟件流控模式下，啟動數據傳輸
IOCTL_SERIAL_WAIT_ON_MASK
等待一個與事件掩碼中匹配的事件
上述的操作碼，很多都會被應用程序調用，看看MDD層中的實現，其中一些也是調用了PDD層下的函數來完成對串口硬件的設置。
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2.3?? PDD層為MDD層提供的接口
MDD層和PDD層交互的接口是結構體HWOBJ，在串口驅動中，HWOBJ結構中的函數實現了對串口硬件的操作，并在MDD層被調用，定義如下：
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圖8
BindFlags：用于控制MDD層還是PDD層來啟動IST，具體值如下
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圖9
dwInitID：系統的中斷號 ，此成員本來用于當BindFlags取值為THREAD_IN_MDD，也就是在MDD層啟動IST線程時記錄串口使用的邏輯中斷號，但是當前的串口驅動實在PDD層啟動IST，所以現在dwIntID成員的取值不是中斷號信息，而是借用來記錄與串口驅動程序的PDD層對應的串口的端口號。
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pFuncTbl： 指向一個PHW_VTBL結構，該結構中包含一個函數指針列表，這些函數指針指向串口硬件操作函數，用于操作串口。
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那么結構體HWOBJ的成員是在哪里賦值的呢？從圖7我們控制COM_Init函數調用函數GetSerialObject來獲取PDD層的創建并且初始化的串口對象，就是在該函數中初始化HWOBJ的結構體成員的，如下圖
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圖10
下面我們來看HW_VTBL類型的全局變量IoVTbl的定義
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圖11??????????????????
????????????? 圖12
下面來學習這些函數的功能
2.3.1???????? HWInit函數
結合圖7、11和12可知COM_Init函數在調用GetSerialObject函數來填充全局變量IoVTbl的成員函數指針后，就調用HWInit也就是SerInit函數來初始化PDD層，下面來看看這個函數的實現
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圖13
下面就來看看CreateSerialObject函數體
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圖14
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2.3.2???????? HWPostInit函數
在MDD層COM_Init函數的末尾階段，在初始化所有的數據結構之后和準備IST開始處理中斷之前，會調用該函數來執行一些必要的操作。代表性地，可以在該函數中enable硬件中斷，但這里只是具體沒有做實質上的工作，只是
m_dwInterruptFlag = INTR_NONE;
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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2.3.3???????? HWDeinit函數
當卸載串口驅動的時候，MDD層會調用該函數來釋放一些資源。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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圖15
2.3.4???????? HWOpen函數
MDD層調用該函數來打開一個串口設備，并且為此串口設備供電。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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圖16
下面我們學習InitLine函數
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圖17
下面看看EnableInterrupt函數
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圖18
繼續深入看看Write_UINTSP函數，如下：
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圖19
假如現在加載的是UART1對應的出口驅動，我們先來看下面調用關系m_pReg在哪里初始化的，
CreateSerialObject()->CPdd6410Serial1::()->CPdd6410Uart::Init()->CPdd6410Uart::MapHardware()+CPdd6410Uart::CreateHardwareAccess()下面就來看看這兩個函數體：
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圖20
結合下圖
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圖21
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2.3.5???????? HWClose函數
關閉由HWInit函數初始化的設備。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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2.3.6???????? HWGetIntrType函數
當中斷發生的時候，MDD層會調用該函數來獲取中斷類型，可能的中斷類型值有INTR_NONE、INTR_LINE、INTR_RX、INTR_TX和INTR_MODEM。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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2.3.7???????? HWGetRxStart函數
返回硬件接收buffer的起始位置。
pContext：這個參數目前沒有使用。
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2.3.8???????? HWGetBytes函數
當RX_INTR從HWGetIntrTypes函數返回時，MDD層會調用HWGetBytes函數來從UART中獲取接收到的數據。
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2.3.9???????? HWRxIntrHandler函數
接收數據中斷處理函數。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
pTargetBuffer：接收到的數據要存放的buffer的起始地址。
pByteNumber：接收到的數據的字節數。
該函數實際會調用ReceiveInterruptHandler函數，我們下面就來看此函數
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圖22
2.3.10?????? HWLineIntrHandler函數
該函數調用LineInterruptHandler()->GetModemStatus()來收集串口的line狀態并且更新串口驅動狀態信息。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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圖23
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2.3.11?????? HWGetRxBufferSize函數
該函數返回硬件buffer能夠保持的最大字節數，確保要接收保存數據的buffer至少大于一個硬件buffer要保存的數據數。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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2.3.12?????? HWTxIntrHandler函數
該函數處理串口數據發送中斷，該函數指針就是由XmitInterruptHandler來賦值的，下面來分析這個函數。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
pSourceBuffer：發送數據Buffer。
pByteNumber：最大能夠發送的數據的大小。函數返回時，指向實際發送的數據的大小。
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圖24
m_AutoFlowEnabled：用于表示是否支持自動流控。
fOutxCtsFlow：表示串口在發送數據時要檢測CTS(清除發送)引腳的信號狀態，如果該成員為TRUE并且對方將CTS的電平拉低，則發送數據；如果CTS引腳恢復為高電平時就暫停發送數據。
fOutxDsrFlow：成員表示串口在發送數據時要監視DSR(數據通信設備就緒，比如GPRS模塊SIM900)引腳的信號狀態，如果該成員為TRUE并且對方(這里假設是SIM900模塊)將DSR的電平拉低，則發送數據；如果DSR引腳恢復為高電平時才繼續發送數據。
IsCTSOff()和IsDSROff()函數分別用于判斷UMSTAT寄存器的第4和第5位的狀態值，見下圖
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圖25
2.3.13?????? HWModemIntrHandler函數
該函數代替了HWOtherHandler函數，該函數實際會調用
ModemInterruptHandler函數，然后通過調用GetModemStatus函數來實現，下面來看此函數
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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圖26
2.3.14?????? HWPutBytes函數
該函數用于寫數據到硬件來直接發送數據。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
pSrc：指向要發送的數據Buffer。
NumberOfBytes：要發送的數據長度。
pBytesSent：實際發送的數據長度。
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2.3.15?????? HWPowerOff函數
在進入睡眠狀態前，MDD層調用該函數來通知PDD層對關閉PCLK對串口提供時鐘，以節省功耗，見下圖
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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2.3.16?????? HWPowerOn函數
在從睡眠狀態喚醒的時候，MDD層調用該函數來通知PDD層對關閉PCLK對串口提供時鐘，以節省功耗
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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圖27
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2.3.17?????? HWClearDTR函數
該函數用于清除DTR(數據終端設備就緒)信號，通過調用SetDTR函數來實現
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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2.3.18?????? HWClearRTS函數
該函數用于清除RTS(請求發送)信號，通過調用SetRTS函數來實現
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
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圖28
結合下圖可以更深刻去理解
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圖29
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2.3.19?????? HWSetDCB函數
該函數用于設置串口設備的信息，通過調用SetDCB函數來實現。
pContext：指向HWIint函數返回的設備上下文結構體，此結構體包含了對設備進行具體描述的數據信息。
pDCB：指向DCB結構，該結構描述相關的串口硬件設置信息。
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圖30
2.3.20??????
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2.4?? 流控的相關概念和方式
流控的“流”指進出串口的數據流，數據在串口之間傳輸時，如果接收方由于CPU負荷很重或者串口的中斷優先級很低而導致接收數據緩沖區被充滿，而發送方并不知情的情況下繼續發送的數據就會被接收方丟掉，為了解決這個問題，引進了串口的流控機制。這樣當接收方數據處理不過來時，就會發出“暫停接收”的信號，發送端就停止發送，直到收到“可以繼續發送”的信號再繼續發送數據。
流控的方式有硬件和軟件流控的方式，其中硬件流控有DTR/DSR和RTS/CTS另種不同的硬件流控方式；軟件流是通過向對方發送特殊的指示字符，這就是被稱為X-ON/X-OFF的軟件流控方式，下面主要學習硬件流控方式
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⑴RTS/CTS流控方式
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圖31
RTS/CTS流控方式的工作原理其實就是RTS和CTS兩個引腳的工作方式，我們以DTE(這里為UART1)和DCE(這里為SIM900)為例來說明。當UART1要發送數據時，就將nRTS的引腳拉低，表示UART1要向SIM900發送數據。nCTS信號時nRTS的響應信號，在SIM900準備好以后，就將引腳nCTS引腳信號拉低(結合圖25和29來理解)，這就表示SIM900準備好接受UART1發來的數據，這時候UART1就可以從TX引腳給SIM900發送數據了。
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⑵DTR/DSR流控方式
這種方式和RTS/CTS相似，DTR(data terminal ready，數據終端就緒)引腳置高表示數據終端設備處在有效的可使用狀態，DSR(data set ready，數據通信設備就緒)引腳置高則表示數據通信設備處于可使用的狀態。這兩個引腳為高電平僅表示對應的設備有效存在，并不表示它們之間的通信鏈路可以進行數據傳輸，這是它們和RTS/CTS的不同之處。在串口直接通信并且不使用DTR/DSR流控的情況下，通常將這兩個引腳直接接到電源上，串口一上電就拉高有效。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的WINCE6.0+S3C6410串口驱动的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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