Windows2000环境下测控系统的WDM设备驱动程序的开发及应用

　　1 WDM驱动程序的基本原理

　　WDM驱动模型是Microsoft公司推出的最新的Windows驱动程序模型，他有许多新的特性，如分层结构、即插即用、电源管理、WMI等，是未来驱动程序发展的方向。如图1所示，Windows 2000中应用程序不能直接访问底层硬件，而必须通过设备驱动程序进行操作(读、写、中断等)。应用程序对设备I/O进行Win32 API函数调用，这个调用由I/O系统服务接收，I/O管理器从这个请求构造一个合适的I/O请求包(IRP)，然后传递给设备驱动程序，设备驱动程序与硬件打交道，并完成IRP的处理，最后I/O管理器把数据和结果返回给Win32和用户应用程序。

　　2 PCI9052计数卡驱动程序的开发

　　(1)计数卡用途及硬件电路设计

　　在测控系统领域，经常需要对光栅、电机编码器等传感器传输过来的脉冲进行计数，这样才可以得到控制对象的准确位置等数据，对脉冲计数的接口卡硬件电路原理图如图2所示。PCI总线经过PCI9052(PCI BUSLOCAL BUS转换芯片)连接到局部总线，然后经过译码将I/O端口地址分配给计数专用芯片，PCI9052的LOCAL BUS 一侧的中断线连接至硬件中断触发端。这样，当中断触发时，计数专用芯片锁存外部传感器的计数脉冲的当前值，进行实时采样。

　　(2)设备驱动程序的设计

　　① DriverWorks简介

　　开发驱动程序一般都使用DDK(微软提供的驱动程序开发软件包)，但是这种方法开发周期长，难度大。DriverWorks是开发驱动程序的非常好的工具，他定义了许多类，这些类封装了DDK提供的函数，完全兼容DDK的全部函数。他自动生成一个驱动程序框架，驱动程序开发者只是在需要的地方添加一些代码，这样能很快地开发出NT或WDM设备驱动程序，而且DriverWorks 函数库的使用，可以大大减少驱动程序的代码长度。因此，实验中采用了DriverWorks来开发驱动程序。

　　②PCI计数卡驱动程序的组成

　　驱动程序组成模块如图3所示。

　　③用户应用程序和驱动程序的通讯

　　较为通用的方法是应用程序使用Win32 API函数DeviceIoControl，ReadFile或者WriteFile与驱动程序进行通讯。

　　例如用户应用程序使用标准Win32 API函数DeviceIoControl来执行某项操作,在驱动程序一方，这个DeviceIoControl调用被转化成一个带有特殊的IRP-MJ-DEVICE-CONTROL功能码的IRP。通常，此IRP处理有如下的模型如图4所示。

　　④PCI计数卡设备驱动程序中的主要代码

　　在驱动程序中，首先要定义Pciwdmdevice类，他是KPnpDevice的公有派生类，代表PCI计数卡的设备对象，然后才可以调用相应的函数访问硬件。在PciwdmDeviceh头文件中定义如下：