嵌入式操作系统WinCE的移植及应用
程序设计
系 （院）： 计算机科学学院
专业班级：
姓 名：
学 号：
指导教师： 设计时间： 设计地点： 计算机科学与技术学院 王剑
目录
一、课程设计目的 ....................................................................................................... 3 二、课程设计要求 ....................................................................................................... 3
（1）功能要求 ......................................................................................................................... 3 （2）设计所需设备与工具 ..................................................................................................... 3
三、嵌入式操作系统Windows CE的特点 ............................................................... 3 四、Windows CE的主要模块及各自的功能 ............................................................ 4
（1） Windows CE层次架构： ............................................................................................ 4 （2）Windows CE的主要模块及各自的功能 ....................................................................... 4
2.1 内核模块 .................................................................................................................... 4 2.2 对象存储模块 ............................................................................................................ 4 2.3图形窗口和事件系统模块 ......................................................................................... 5
五、基于嵌入式操作系统Windows CE的应用程序设计原理 ............................... 5
（1）PlatformBuilder开发工具 .............................................................................................. 5
（2）BSP原理......................................................................................................................... 5
六、基于Windows CE操作系统的应用开发 ........................................................... 6
（1）应用程序的创建 ............................................................................................................. 6 （2）编译生成可执行文件 ..................................................................................................... 6 （3）应用程序的调试 ............................................................................................................. 7
七、课程设计内容 ....................................................................................................... 7
（1）嵌入式操作系统Windows CE平台的搭建 .................................................................. 7
7.1.1 实验平台的设置 ................................................................................................... 7 7.1.2 平台的编译，构建系统，生成映像文件 ........................................................... 11 7.1.3 下载内核镜像: ...................................................................................................... 11 （2）ActiveSync的使用 ....................................................................................................... 14 （3）七段数码管和LED显示控制程序设计 ..................................................................... 16
7.3.1 Windows CE 下访问物理地址的方法 .............................................................. 16 7.3.2 硬件电路接口分析: ............................................................................................ 17 7.3.3 实验步骤: ............................................................................................................ 18 （4）IO接口控制-电机控制设计 ........................................................................................ 19
7.4.1 硬件接口电路分析： ......................................................................................... 19 7.4.2 实验步骤: ............................................................................................................ 19
八、课设结果 ............................................................................................................. 20
九、课设收获、体会和建议 ..................................................................................... 24
一、课程设计目的
1．学习嵌入式系统、嵌入式操作系统，掌握基于嵌入式系统的应用开发基本知识. 2．学习嵌入式操作系统Windows CE的特点，Windows CE的主要模块及各自的功能.掌握嵌入式操作系统Windows CE内核的配置、编译、移植方法.
3．熟悉Visual Studio.NET开发环境，掌握基于Windows CE平台的应用程序设计方法. 4. 学习使用Visual Studio.NET对硬件设备编程的一般方法 .熟悉 Platform Builder 开发工具使用方法
二、课程设计要求
（1）功能要求
安装XSBase270实验开发平台的BSP；在嵌入式操作系统Windows CE平台定制的集成开发环境Platform Builder(PB)上定制内核，编译和调试并生成内核映像文件，下载并运行编译好的Windows CE系统；在VS.NET中编写对 XSBase270目标板上LED和七段数码管的控制程序，下载运行程序. （2）设计所需设备与工具
① 装有Platform Builder、Visual Studio.NET开发环境，有并口、串口和USB接口的PC 机一台.
② XSBase270 实验开发平台一套.
三、嵌入式操作系统Windows CE的特点
Microsoft Windows CE 是一个开放的、可裁剪的、32 位的实时嵌入式窗口操作系统和其他桌面窗口操作系统（Windows XP/2000）相比，它具有可靠性好、实时性高、内核体积小等特点，适用于各种嵌入系统和产品。
它拥有多线程、多任务、确定性的实时、完全抢先式优先级的操作系统环境，专门面向只有有限资源的嵌入式硬件系统。同时，开发人员可以根据特定硬件系统对Windows CE 操作系统进行裁剪、定制，所以目前Windows CE 被广泛用于各种嵌入式智能设备的开发，是当今应用最多、增长最快的嵌入式操作系统。
Windows CE 被设计成为一种高度模块化的操作系统，每一模块都提供特定的功能，这些模块中的一部分被划分成组件，系统设计者可以根据设备的性质只选择那些必要的模块或模块中的组件包含进操作系统映像，从而使Windows CE 变得非常紧凑（只占不到200 KB的RAM），因此只占用了运行设备所需的最小的ROM、RAM 以及其它硬件资源。
四、Windows CE的主要模块及各自的功能
（1） Windows CE层次架构：
HL层：可以可靠使用的硬件设备，具有可以运行Windows CE的硬件配置。 OAL层：设备原始制造商完成的与OS适配结合的抽象层。 OSL层： Windows CE内核及系统服务。 AL层：应用程序层。 如下图所示：
（2）Windows CE的主要模块及各自的功能
Windows CE 被分成不同的模块，其中最主要的模块有内核模块（Kernel）、对象存储模块、图形窗口事件子系统（GWES）模块以及通信（Communication）模块。一个最小的Windows CE 系统至少由内核和对象存储模块组成。 2.1 内核模块
内核模块是Windows CE 操作系统的核心，它为任何基于Windows CE 的设备提供处理器调度、内存管理、异常处理以及系统内通信等系统功能，并为应用程序使用这些核心功能提供内核服务。Windows CE 的内核模块通过CoreDLL 模块表示。所有的操作系统定制设计都必须包含这个模块，但并不是这个模块的所有组件都必需的，有一些内核组件是可选的。
2.2 对象存储模块
对象存储是Windows CE 的默认文件系统，它相当于Windows CE 设备上的硬盘。对
象存储是由共享一个内核堆的文件系统、系统数据库和系统注册表组成，即使在没有系统主电源时，对象存储也能维持应用程序及相关数据不会丢失。对象存储可将用户数据和应用程序数据存入文件或注册器。在操作系统创建进程（该进程中只包括那些必需选项）的过程中，对于这些不同的对象存储组件，可以选取，也可以忽略。 2.3图形窗口和事件系统模块
图形窗口和事件系统模块（GWES）包含大部分的核心Windows CE 功能，它集成了图形设备接口（GDI）、窗口管理器和事件管理器。GWES 模块时Windows CE 操作系统高度组件化的部分，它分别由USER 和GDI 两部分组成，USER 用来处理消息、事件及鼠标和键盘等用户输入，而GDI 用于处理图形的屏幕和打印输出等。
五、基于嵌入式操作系统Windows CE的应用程序设计原理
（1）PlatformBuilder开发工具
Platform Builder(PB)是微软提供给 Windows CE开发人员进行基于 Windows CE平台下嵌入式操作系统定制的集成开发环境.它提供了所有进行设计、创建、编译、测试和调试WindowsCE操作系统平台的工具.它运行在桌面Windows 下，开发人员可以通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性，然后进行编译和调试.该工具能够根据用户的需求，选择构建具有不同内核功能的 CE 系统.同时，它也是一个集成的编译环境，可以为所有CE支持的CPU目标代码编译C/C++程序.一旦成功地编译了一个CE系统，就会得到一个名为nk.bin的映像文件.将该文件下载到目标板中，就能够运行 CE了。
Platform Builder提供的主要特性包括：１. 平台开发向导（PlatformWizard）和BSP开发向导; 2. 特性目录（Catalog）3. 导出向导（Export Wizard）4. 导出SDK 向导（ExportSDKWizard）5. 远程工具 6. 仿真器（Emulator）7. 应用程序调试器 8. 内核调试器 9. 驱动测试工具包（Windows CE.net Test Kit）10. 基础配置。 （2）BSP原理
BSP又称板级支持软件包，它是一个包括启动程序、OEM适配层程序（OAL）、标准开发板（SDB）和相关硬件设备驱动程序的软件包.BSP是基于 Windows CE平台系统的主要部分，它是由一些源码和二进制文件组成.BSP 的主要功能在于配置系统硬件使其工作在正常状态，并且完成硬件与软件之间的数据交互，为OS及上层应用程序提供一个与硬件无关的软件平台。BSP 在系统中所处的位置，位于硬件平台与操作系统或应用软件之间，用于屏蔽上层软件对各种硬件的相关性。BSP 的主要功能在于配置系统硬件使其工作在正常状态，并且完成硬件与软件之间的数据交互，为OS 及上层应用程序提供一个与硬件无关的软件平台。