1 Windows CE簡介
Windows CE是一種小型的、基于ROM的、具有Win32子集API的操作系統(tǒng)。它的優(yōu)勢在于小尺寸、Win32 API子集和對多平臺的支持能力。在Windows CE下編程需要注意的是,Windows CE設備的資源很少,存儲器、顯示器都很小,接口也比較少,而且根據實際情況變化很大。另外,Windows CE只支持Unicode,這在編程中要格外注意。在Windows CE中,除了一些基本的Windows通用控件以外,還有一些專門設計的控件,比如CommandBar。Windows CE體積雖小,但是它的功能并不少,內存管理、文件操作、多線程、網絡功能等等它都支持,可以說是麻雀雖小,五臟俱全。
2 Windows CE下的串行通信
串行端口在Windows CE下屬于流接口設備,它是串行設備接口的常規(guī)I/O驅動程序調用和與通信相關的具體函數(shù)的結合。串行設備被視為用于打開、關閉、讀寫串行端口的常規(guī)、可安裝的流設備。Windows CE的通信函數(shù)和其它大多數(shù)Windows的通信函數(shù)相同。特別要注意的是,Windows CE不支持直接對串行端口的寄存器進行編程。常用的串行端口函數(shù)介紹如下:
(1)打開和關閉串行端口
CreateFile函數(shù)用于打開串行口。
hPort=CreateFile(TEXT(“COM1:”),GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL)。注意COM1后要有一個冒號。最后一個參數(shù)dwFlagsAndAttributes必須為0,因為Windows CE只支持非重疊I/O。第3個參數(shù)dwShareMode也必須為0,通信端口不能像文件一樣被共享。這個函數(shù)的返回值是已打開的串行端口的句柄或者是INVALID_HANDLE_VALUE。
關閉串行口可以調用CloseHandle(hPort)。
(2)配置串行端口
配置串行口主要是用DCB結構配置端口設置,包括波特率、停止位、數(shù)據位長度、校驗位、流量控制等等,還有配置超時值。
首先打開串行端口,用GetCommState函數(shù)獲得當前打開串口配置,然后根據需要修改DCB成員,最后用SetCommState函數(shù)設置新的串口配置。
DCB PortDCB; //創(chuàng)建DCB變量
Port.DCB.DCBlength=sizeof(DCB);
GetCommState(hPort,&PortDCB); //獲取當前串口配置修改DCB成員
PortDCB.BaudRate=9600; //波特率
PortDCB.Parity=NOPARITY; //校驗位
PortDCB.StopBits=ONESTOPBIT; //停止位
PortDCB.ByteSize=8;
.
.
.
SetCommState(hPort,&PortDCB); //設置新的串口配置
對串行端口來說,必須配置超時值,否則程序可能陷入到一個循環(huán)來等待來自串口的字符。這對采用Windows CE的設備來說,將大大減少設備電池的使用時間,所以超時值是需要配置的。另外一種解決辦法就是采用多線程。多線程將在下一部分講述。
通常,配置超時值和配置串口類似。首先用GetCommTimeouts函數(shù)獲得當前串口的超時值。然后可以修改COMMTIMEOUT成員,最后用SetCommTimeouts函數(shù)設定超時值。
COMMTIMEOUTS CommTimeouts; //定義COMMTIMEOUTS結構
GetCommTimeouts(hPort,&CommTimeouts); //獲得當前的超時值
//修改COMMTIMEOUT成員
CommTimeouts.ReadIntervalTimeout=MAXDWORD;
CommTimeouts.ReadTotalTimeoutMultiplier=0;
CommTimeouts.ReadTotalTimeoutConstant=0;
CommTimeouts.WriteTotalTimeoutConstant=1000;
CommTimeouts.WriteTotalTimeoutMultiplier=10;
SetCommTimeouts(hPort,&CommTimeouts); //設定超時值
(3)讀寫串行端口
用ReadFile和WriteFile函數(shù)讀寫串行口。
int rc;
DWORD cBytes;
BYTE ch;
Rc=ReadFile(hPort,&ch,1,&cBytes,NULL);
其中第一個參數(shù)是串口句柄,第2個參數(shù)是讀回的字符,第3個參數(shù)是要讀取的字符數(shù)量,第4個參數(shù)返回實際讀取到的字符數(shù)量。
Int rc;
DWORD cBytes;
BYTE ch=TEXT(“a”);
Rc=WriteFile(hPort,&ch,1,&cBytes,NULL);
其中第一個參數(shù)是串口句柄,第2個參數(shù)是要寫入的字符,第3個參數(shù)是要寫入的字符數(shù)量,第4個參數(shù)返回字符寫入的字符數(shù)量。
需要注意的是Windows CE不支持重疊I/O,所以如果在主線程進行大量讀寫串口操作時,有可能使整個程序陷入緩慢的串口等待中去,因此一般都采用多線程來進行讀寫串口操作。
(4)通信事件
在Windows CE編程中,除了可以采用單獨的線程來處理讀寫串口操作外,還可以采用利用通信事件的方法。通信事件就是當發(fā)生重要事件時,Windows CE向應用程序發(fā)送的通知。利用WaitCommEvent函數(shù)阻塞線程,直到特定的事件發(fā)生。一般的使用方法是:先用SetCommEvent函數(shù)指定要查找的一個或多個事件,然后,調用WaitCommEvent函數(shù),并指定導致這個函數(shù)返回的事件。當WaitCommEvent函數(shù)返回后,循環(huán)調用ReadFile函數(shù),讀回所有接收到的字符。最后再次調用SetCommEvent函數(shù),指定下次要查找的事件。
3 Windows CE下的多線程
Windows CE是一個完全的多任務、多線程的操作系統(tǒng)。Windows CE同時最多可以運行32個進程。每個進程有一個主線程,而且可以有多個附加線程。附加線程的多少僅受可用內存和線程堆棧的進程地址空間的限制。
Windows CE是以搶先方式調度線程的。線程以時間片為單位來運行,通常是25ms。線程擁有優(yōu)先級,所有高優(yōu)先級的線程都將在低優(yōu)先級的線程之前運行。在可以調度被設定為特定優(yōu)先級的線程之前,所有擁有高優(yōu)先級的線程都必須被阻塞。同等優(yōu)先級的線程以循環(huán)方式來調度。如果高優(yōu)先級的線程停止阻塞,而低優(yōu)先級的線程目前正在運行,則低優(yōu)先級的線程會立刻被掛起,同時去調度高優(yōu)先級的線程。低優(yōu)先級的線程永遠不會搶占高優(yōu)先級的線程,當然也有例外:一種是線程具有優(yōu)先級THREAD_PRIORITY_TIME_CRITICAL,它永遠不會被搶占;另一種就是低優(yōu)先級的線程擁有高優(yōu)先級的線程正在等待的資源,出現(xiàn)優(yōu)先級倒置。在Windows CE中,線程可以有8種優(yōu)先級。
下面是一個創(chuàng)建線程和線程函數(shù)的例子:
HANDLE hThread;[!--empirenews.page--]
DWORD dwThreadID=0;
Int nParameter=5;
HThread=CreateThread(NULL,0,Thread,nParameter,0,&dwThreadID); //創(chuàng)建線程
CloseHandle(hThread); //關閉線程
//線程函數(shù)
DWORD WINAPI Thread (PVOID pArg)
{
int nParam=(int)pArg;
.
.
.
return 0x15;
}
CreateThread函數(shù)在許多參數(shù)在Windows CE下都不支持,所以被設為NULL或0。第3個參數(shù)指向線程函數(shù)的開始,第4個參數(shù)是CreateThread函數(shù)傳到線程函數(shù)的唯一參數(shù)。CreateThread函數(shù)返回線程句柄,當這個句柄不需要時,調用CloseHandle函數(shù)關閉它。線程函數(shù)在被終止之前一直運行,調用ExitThread函數(shù)可終止線程的執(zhí)行。
對于在系統(tǒng)中運行的多個線程,需要協(xié)調它們的活動,也就是實現(xiàn)同步。在Windows CE中,采用的方法是使用同步對象。一個線程等待一個同步對象,當用信號通知該對象時,解除阻塞正在等待的線程并調度該線程。同步對象包括事件和互斥體。在這里我們只介紹事件。
事件對象就是一種有兩種狀態(tài)——有信號和元信號的同步對象。事件被創(chuàng)建后自動被置為信號狀態(tài)。事件可以被命名,從而被不同進程共享。采用下面的函數(shù)創(chuàng)建事件:
HANDLE CreateEvent(LPSECURITY_ATTRIBUTES lpEventAttributes,BOOL bManualReset,BOOL bInitialState,LPTSTR lpName);
函數(shù)的第1個參數(shù)應為0,第2個參數(shù)表示事件成為有信號后應該人工重置或自動重置為無信號狀態(tài),第3個參數(shù)表示創(chuàng)建時事件是有信號還是無信號狀態(tài),最后一個參數(shù)指向事件名。被命名的事件可以被進程共享,否則就設為NULL。創(chuàng)建事件后,就可以采用SetEvent函數(shù)或者是PulseEvent函數(shù)用信號通知該事件。
SetEvent函數(shù)是自動重置事件,只釋放一個線程來運行;PulseEvent函數(shù)是人工重置事件,釋放所有等待那個事件的線程。最后可以用CloseHandle函數(shù)破壞事件對象。
事件的用法通常是,線程使用了下列函數(shù)中的一個來等待事件:WaitForSingleObject、WaitForMultipleObjects、MsgWaitForMultipleObjects或MsgWaitForMultipleObjectsEx。當線程被這些函數(shù)的其中一個阻塞時,線程只消耗少量的電能和CPU處理能力。需要注意的是:應用程序的主線程不能被WaitForSingleObject或WaitForMultipleObjects阻塞,否則主線程無法處理消息循環(huán)。通常的做法是采用多線程,主線程處理消息循環(huán),附加線程處理需要在事件上阻塞的共享資源。
4 實際應用
在車載定位系統(tǒng)中,導般計算機需要接受多種傳感器的數(shù)據輸入,其中最常用到的就是GPS數(shù)據。通常GPS接收機的通信方式是串行RS232接口,所以導航程序的GPS模塊的功能就是接收從串口收到的數(shù)據,然后進行處理。
程序采用多線程,主線程負責消息處理,另外還有讀寫兩個附加線程,使用一個事件觸發(fā)。讀線程負責從串口讀回GPS數(shù)據,寫線程由事件觸發(fā)。在網絡補充版(http://www.dpj.com.cn)中給出GPS數(shù)據接收程序的代碼。
在程序初始化時創(chuàng)建事件,創(chuàng)建寫線程并把它阻塞。寫線程等待事件觸發(fā)。按下“打開串口”按鈕后打開串口,創(chuàng)建讀線程,讀回GPS數(shù)據,進行處理;按下“發(fā)送”按鈕后設置事件狀態(tài),解除阻塞寫線程,發(fā)送數(shù)據。