0 引言
隨著經濟技術的不斷發展，以及自動化程度的提高，越來越多的場合需要用到遠程控制。在承接的國家大學生創新性實驗計劃項目——基于無線跳傳網絡的智能抄表系統中，中繼(SINK)模塊，即采用S3C2410在WinCE下驅動射頻芯片CC1101作手持終端控制器。其中，在WinCE下驅動CC1101成為該項目的一個難點。CC1101使用SPI通信，而SPI驅動屬于WinCE串口驅動的一種，是流驅動。本文將介紹WinCE 5．0下，C11 01的SPI驅動程序設計。
1 CC1101的SPI接口特性
CC1101基于TI公司的0．18 μm CMOS晶體SmartRF04技術，是一種低成本、真正單片的UHF收發器，為低功耗無線應用而設計。電路主要設定在315 MHz，433 MHz，868 MHz和915 MHz的ISM(工業，科學和醫學)和SRD(短距離設備)頻率波段，CC1101的主要操作參數和64位發送／接收FIFO可通過SPI接口控制，具有14個命令寄存器，47個普通配置寄存器和12個狀態寄存器，通過4線SPI兼容接口(SI，SO，SCLK和CSn)配置。其中，SPI接口是一種同步串行通信接口，CSn是芯片選擇管腳，當該管腳為低電平時，SPI接口可以通信；SI和SO為數字傳輸管腳，SI用于數據輸入，SO用于數據輸出；SCLK為同步時鐘，在時鐘的上升沿數據被寫入或讀出。CC1101中SPI接口的讀／寫操作方式如圖1所示。
CC1101的配置、命令發布和發射接收緩存的數據讀取都通過SPI完成，SPI的操作都由主機控制，對CC1101來說，主機的控制操作即是發送的headerbyte。下面介紹兩種主要狀態下的主機操作。
(1)讀寄存器、讀狀態
①寫入頭字節(R，0／1，address)；
②dummy write為從設備提供一個CLK，從SPI接收數據即讀出address的數據。如果是突發訪問n個寄存器，則重復n次。
(2)寫寄存器、寫命令
①寫入頭字節(W，0／1，address)；
②寫入數據字節(data)。如果是突發訪問n個寄存器，則重復n次。
由于ARM的SPI硬件操作屏蔽了對CLK的直接控制，讀的時候必須要dummy write為從設備提供一個CLK，可以寫0xFF。在每次寫前要確保SPI空閑，并且沒有發生溢出，寫后要確保發送完畢，再進行其他SPI操作。
2 WinCE下SPI驅動程序開發
Win CE下的SPI驅動屬于流驅動。流驅動是能夠導出流接口函數的驅動程序。在設計此類驅動時，把設備驅動程序當成一種特殊的文件，接口函數與一般的文件APl函數一樣，比如CreatFile()，WriteFile()，ReadFile()和CloseHandle()等，因此在應用程序設計時可以通過使用文件系統API來調用驅動程序，以達到訪問設備的目的。SPI驅動是一個動態鏈接庫(DLL)，可以被加載到內核空間，成為內核模式驅動。
SPI驅動程序是操作系統與硬件之間的接口，是對硬件設備的抽象。操作系統可以通過驅動程序來對設備進行操作和管理。當應用程序需要讀取底層的物理器件輸出時，就必須通過操作系統內核來加載特定的設備驅動程序，通過驅動程序來與底層的硬件進行通信，然后將讀取信息傳入應用程序中。當為WinCE 5．0添加外圍設備時，必須以流接口驅動方式提供給操作系統內核，再由操作系統對其進行加載，加載正確后，才可以在應用程序中通過標準的I／O函數調用底層的驅動。
WinCE 5．0設備驅動程序開發中最重要的是設備相關寄存器的配置。寄存器的配置包括將寄存器地址映射到內核進程的虛擬地址，在串口操作的不同階段配置好各種寄存器。這里，給出了在無線通信領域中，基于S3C2410和WinCE 5．0的具體應用方案，并在該應用測試方案上設計基于WinCE 5．0的設備接口驅動。現在開始建立WCE Dynamic-Link Library工程SPI_Driver，然后編寫驅動程序接口函數?；赪in CE設備流驅動程序的開發，不管是什么設備，它們的實現框架都是相同的，只要把相關流接口實現即可。下面介紹幾個常用的函數和測試操作。
2．1 DllEntry()函數
該函數是動態鏈接庫的入口，每個動態鏈接庫都需要輸出這個函數，但它只在動態庫被加載和卸載時才被調用，它是每個動態鏈接庫最早被調用的函數，一般用它做一些全局變量的初始化。
2．2 SPI_Init()函數
該函數是驅動程序動態庫被成功裝載后第一個被調用的函數。它的調用時間僅次于DllEntry()函數，驅動程序應當在這個函數中初始化硬件，如果初始化成功，就分配一個自己的內存空間，將自己的狀態保存起來，并且將該內存塊的地址作為一個DWORD值返回給上層。設備管理器就會在調用SPI_Open()時將該句柄傳回。如果初始化失敗，則返回零以通知這個驅動程序沒有加載成功，先前所分配的系統資源應該全部釋放，此程序的生命即告終止。VirtualAlloc()和VirtualCopy()函數用來實現虛擬內存空間的分配，并且映射到硬件的物理地址，在Ini-tAddrlO()和InkAddrSPIreg()中被調用。初始化軟件流程如圖2所示。
2. 3 SPI_Open()函數和SPI_Close()函數
當用戶程序調用CreateFile()打開這個設備時，設備管理器就會諷用此驅動程序的SPI_Open()函數。
當用戶程序調用CloseHandle()關閉這個設備時，SPI_Close()函數就會被設備管理器調用。參數hOpenContext是SPI_Open()返回給上層的那個值。 SPI_Close()函數應該做與SPI_Open()相反的事情，具體包括釋放SPI_Open()分配的內存，將驅動程序被打開的計數減少等。
2．4 SPI_IOControl()
幾乎一個驅動程序的所有功能都可以在這個函數中實現。對于一類CE自身已經支持的設備，它們已經被定義了一套I／O操作，只需按照各類設備已經定義的內容去實現所有的I／O操作。當要實現一個自定義的設備時，就可以隨心所欲定義自已的I／O操作。下面是一個讀取寄存器值的操作函數。
驅動程序SPI_IOControl()里調用了讀寄存器函數讀取CC1101的FSCTRL1寄存器的值，所以只要應用程序里調用DevicelOControl()，就可以讓串口輸出讀取FSCTRL1的值。應用程序里具體調用如下3個函數：
讀出的數據就保存在cBuffer_in[]數組中了，用串口就可以將其中內容正確輸出。
2．5 設備驅動程序的內核加戴和注冊表設置
流驅動是由設備管理器來管理的。當系統啟動時，設備管理器被加載到內核中，由它全程監控驅動程序的執行過程。設備管理器通過調用ActivateDeviceEx()函數來加載指定的驅動，而該函數的第一個參數是一個注冊表路徑，這就要求驅動程序被加載的一個必要條件是把自己的信息記錄在注冊表中。因此需在Platform．reg中添加如下內容：
另外，還要修改SPI_Driver.def文件，在里面列出所有SPI驅動接口函數，并在platform．bib中填加一行內容：
修改platform／BSP／drvers目錄下的dirs文件，加上一行SPI_Driver。
以上步驟完成了WinCE 5．0下設備驅動程序的設計，通過Platform Builder環境進行編譯，生成特定的dll文件，然后將其重新打包，并編譯進WinCE內核中重新生成NK．bin，這樣就可以在應用程序中通過標準的文件I／O函數來調用這個驅動函數，從而完成應用層與物理設備的通信。
2．6 測試驅動程序
在此使用eMbedded Visual C++4．0編寫測試應用程序，用WinCE驅動調試助手加串口輸出信息進行調試。推薦使用博客園的WinCE驅動調試助手，這個工具允許在系統里動態地加載和卸載驅動程序，避免每次都要打包生成NK，再下載到板子上。以下是采用串口輸出變量的方法：
以下為測試第2．4節讀寄存器得到的結果：
因為InitCC1101()里給FSCTRL1配置的值是0x0A，由此可以看出已經正確讀出寄存器值。同時也驗證了其他寄存器所得到的數據完全正確。這足以說明SPI驅動程序的通信是成功的。
3. 結語
本文完成了WinCE 5．0下對SPI驅動程序的開發，提出了CC1101與S3C2410之伺的SPI通信方案。經過測試，該方案已在實際系統中得到了實現。系統充分利用SPI總線接口功能完善、時序簡單等特點，提高了系統的可靠性。同時，CC1101與S3C2410處理器結合可廣泛應用于嵌入式遠程控制和數據無線傳輸。