基于WindowsCE.Net的CAN卡的驅(qū)動程序設(shè)計方案解析

摘要：主要討論在WinCE設(shè)計和開發(fā)CAN卡通信程序的方法；詳細介紹CAN卡底層驅(qū)動函數(shù)的設(shè)計和實現(xiàn)，同時將驅(qū)動進行封裝，用動態(tài)庫的方式提供給用戶CAN卡通信用的驅(qū)動，使用啟可以方便地在自己的程序中調(diào)用，實現(xiàn)WinCE下的CAN卡通信。
　　關(guān)鍵詞：WinCE.NET CAN 驅(qū)動
　　引言
　　近年來電力行業(yè)為了快速部署變電站，采用了建造整體變電所的方法：在生產(chǎn)基地將變電站的內(nèi)部設(shè)備安裝、調(diào)試完成，只留下與外界的接口，整體運到變電站所在地后進行安裝和簡單調(diào)試即可投入運行。其內(nèi)部設(shè)備通過CAN總線進行通信，系統(tǒng)原有的監(jiān)控軟件基于DOS系統(tǒng)，維護調(diào)試比較困難，因此想要尋求更方便、友好的系統(tǒng)支持。經(jīng)過比較，嵌入式操作系統(tǒng)市場上風(fēng)頭正勁的Windows CE .NET成為最終選擇。微軟的最新產(chǎn)品Windows CE.NET提供了端對端的開發(fā)、調(diào)試手段，可以不拆卸設(shè)備的情況下通過Telnet登錄到WindowsCE上進行調(diào)試和維護，其系統(tǒng)本身為嵌入式市場進行重新設(shè)計，包括創(chuàng)建一個基于WindowsCE的定制設(shè)備所需的一切。這樣就需要將原來DOS下的程序移植到WindowsCE.NET下，但是各個硬件廠商目前還沒有提供CAN通信卡在Windows CE.NET下的驅(qū)動，所以開發(fā)Windows CE.NET下的CAN卡驅(qū)動成為項目推行中的關(guān)鍵一環(huán)。
　　本文主要針對研華的雙口CAN卡PCM3680進行分析，介紹在WindowsCE.ENT系統(tǒng)下進行底層設(shè)備驅(qū)動開發(fā)的方法并提供CAN通信的實例。
　　
　　1 CAN總線通信協(xié)議及CAN通信卡介紹
　　CAN總線是德國Bosch公司20世紀(jì)80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它是一種多主總線，廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼。這種方法使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，擴展格式中的29位的標(biāo)識碼便可以定義2 29個不同的數(shù)據(jù)塊。
　　在本項目中使用的是研華的PCM3680，這是一塊嵌入式PC104的雙口CAN總線通信卡；CAN控制器采用Philips的獨立CAN控制器SJA1000芯片；CAN收發(fā)器采用Philips的P82C250，可以同時操作兩個CAN網(wǎng)絡(luò)，提供高達1Mb/s的傳輸速度。PCM3680支持很寬的中斷范圍：中斷3、4、5、6、7、9、10、11、12、15，同時1000V的光電隔離提供系統(tǒng)高可靠性。在CAN卡通信中，要用到CAN控制器中的很多寄存器，各個寄存器的含義和作用可以參考控制芯片的說明書。圖1列出驅(qū)動程序設(shè)計中用到最主要的寄存器結(jié)構(gòu)。
　　2 CAN卡驅(qū)動底層函數(shù)設(shè)計
　　本方案設(shè)計CAN驅(qū)動是放在Windows CE操作系統(tǒng)的內(nèi)核下層，位于OEM adaptation layer（OAL）層的一個真正的驅(qū)動，而不是在主程序中的串口操作。在Windows CE的設(shè)備管理器可以看到CAN1和CAN2兩個端口，并且可以查看其工作的正常與否和對其進行配置。如：中斷號和I/O地址。
　　
　　2.1 CAN卡寄存器讀寫函數(shù)
　　CAN卡的通信是通過操作CAN卡上的CAN控制器進行的。在CAN控制器中有很多寄存器，如控制寄存器、命令寄存器、狀態(tài)寄存器、中斷寄存器等，通過讀寫這些寄存器中的命令狀態(tài)字可以檢測和控制CAN卡的行為。在Windows CE.NET下，通過調(diào)用DOK中的API函數(shù)HalTranslateBusAddress，將CAN卡分配的物理地址映射為邏輯地址。這樣各個寄存器對應(yīng)的就是CAN卡基地址的偏移地址，因此，對寄存器的讀寫就轉(zhuǎn)化為對內(nèi)存地址的讀寫。