基于CE的嵌入式软件开发程序入门(上)

说到Windows CE不由得就想到微软推出的WIN系列PC操作系统，Windows的出现在很大程度上改变了程序员的编程习惯，把程序员从冗长的代码中解放了出来。那么Windows CE呢？会不会给掌上电脑的程序设计带来一次新的飞跃呢？一切没有事实依据的预测都是不可靠的，我们只能通过认识WIN CE的优势与特点来小心翼翼的展望一下也许并不遥远的未来。 CE能被广泛的应用到各种嵌入式的产品中与其是一个紧凑、高效和可升级的操作系统有着直接的关系。从手持电脑到专门的工业控制器和消费用电子产品随处可见CE的靓影。Windows CE已经通过了其自身的能力证明：它能够满足32位嵌入式式程序开发的需求。同样重要的是： Windows CE使嵌入式式系统的设计者得以充分利用Microsoft的32位基于Windows的开发工具的全部的函数---API。

本文并不是刻意要完全做Win32的编程指南，而是要介绍用Win32作为嵌入式式应用程序的开发工具。

　　回答一个问题先：什么是WIN32？

　　“WIN32”表示对于所有的Microsoft 32位平台的一种普通的应用编程接口（API）。这些平台通常指： Windows 95， Windows 98， Windows NT， Windows CE。 本文我们主要关注Windows CE操作系统，可是需要弄清楚的是大多数 Win32的应用编程接口对上面几种平台都适用。不过不同的平台由于不同的特性及硬件的约束，其应用编程接口也不完全相同。WIN32平台家族的一些成员支持全部的WIN32的应用编程接口（下简称API），而其他的只支持一部分的API。 为紧凑的、嵌入式的应用软件和小型设备而设计的Windows CE受WIN32的API限制最多。话虽如此， Windows CE 的API也足够的完善，处理实际的大量的高级的嵌入式式应用程序也没什么问题。

　　概念性的飞跃：WIN32与Microsoft基本类库（MFC）

　　用WIN32界面设计并不是创建32位基于 Windows的应用程序的唯一的途径。另一种重要的途径是可在WIN32与 Microsoft Visual C++开发环境使用的Microsoft基本类库（MFC）。MFC为许多（不是所有）的WIN32的API进行了高度的封装。通常，MFC提供了代表重要的WINDOWS的用户界面对象的类，象窗口，对话框，画刷，画笔，和字体。MFC也为没有任何用户界面要求的嵌入式式应用软件提供了相应的类。MFC类的成员函数调用WIN32API的函数，可以使复杂的应用程序的设计巧妙的简化。

　　作为WIN32的程序员，你可以自由的选取使用C或C＋＋和WIN32 API， 或者用C＋＋与MFC。VISUAL C＋＋开发系统对于所有的，包括 Windows CE 的WIN32的目标操作系统都支持以上的两种开发系统。

　　再说点废话：Windows CE的内核和 Win32 API

　　WINDOWS CE很容易让人产生这样一个错觉，认为它仅仅是现有的操作系统（如WINDOWS95/98/NT）降级版。但事实上Windows CE是以小型的、高度用户化的面向嵌入式应用程序的操作系统开发起来的。在WINDOWS CE排除（或代替）了一些基于WINDOWS CE的应用软件所不需要的操作系统特性的同时，它的内核也具有大量的其他Microsoft 32位的操作系统的最精华的东西。例如在Windows NT下， 所有的在Windows CE下运行所应用软件都运行在有优先权的多任务处理环境下，在被全保护的内存空间里。还有，象 Windows NT一样，Windows CE支持本地统一的字符编码标准码字符串，使它更适于国际推广。可是，不象其他的32位WINDOWS平台，， Windows CE是十分紧凑和用户化的，仅仅占用小于200K的内存。

　　Windows CE的WIN32 API比其他的32位的Windows操作系统的WIN32 API要小；它只包括大约相当于Windows NT的半数的API。但是 Windows CE的WIN32 API也有其他系统所没有的特性。例如：通知API，它能够操作系统的层次，而不是在应用程序的层次上处理通知事件（如时钟）。触屏的API和对Windows CE的数据库的内置的支持是其他的操作系统所没有的。触屏的API使用于触觉敏感显示器的屏幕校正和用户交互的管理容易实现，而数据库的API提供了快速简捷的访问数据库的的一常用工具。另一个关于Windows CE的鲜为人知的方面是它的高度的模块化；嵌入式系统开发者（用Microsoft Windows CE内含的面向Visual C++的软件包）能够创建一个相当对于它们的独特的硬件平台和应用软件用户化了的Windows CE的版本。这对于一个使用Windows CE平台的WIN32 API的用户来就意味着对于现代的、32位的嵌入式式系统，它是一种更简单的API，更加优化的目标操作系统。下面，我们将研究一些重要 的WIN32 API和Windows CE操作系统的内部的内容。

　　言归正传：程序和线程

　　了解WIN32 API和Windows CE操作系统的底层内容的第一步就是了解多任务和多线程应用程序是如何组织的。WIN32术语中，程序被定义成一个正在运行中的进程实例。象其他的32位Windows 平台一样，Windows CE是一个多任务的操作系统，在一个运行中的程序里，它支持执行多个线程在后台运行。

　　WIN32的线程的处理同其他常用的嵌入式的操作系统是有区别的。不象Unix或其派生的系统，32位Windows平台从一开始设计就支持多线程应用程序。线程管理（时序安排，同步和资源管理）由内核来完成，程序开发者利用函数装入内核（通过WIN32 API访问）来建立和管理他们应用程序中的线索索。

　　例如，如果一个嵌入式应用程序必须监视多个输入设备并且在监视到一个或多个设备上不同步发生的事件的时候要作出恰当的反映。更进一步，如果这样一个程序也需要更新一些共享的资源（如全局数据结构，磁盘上的文件，或其他设备）来作为与相关设备事件的反映。象这样的一个程序需要一个可靠的线程管理系统。这恰恰是WIN32 API能够提供的函数。多个线程能够快捷并且容易的用WIN32 API线程创建界面，建立同步线程。（多个线程同时访问一个数据）这些可以通过关键的段，有名称和没有名称事件，以及互斥的目标来实现。Windows CE 被设计成在执行这些同步时仅占用最少的程序资源。

　　一个新的名词：消息

　　在32位windows平台上运行的程序更专门化，程序的线程依赖于消息来初始化程序，控制系统资源并且与操作系统和用户通信。 windows消息有各种各样来源 ，包括操作系统，用户活动诸如键盘输入、鼠标、触到屏幕，以及其它运行的程序或者线程。

　　当消息被送到线程时，这条消息被放置在消息队列中等待最后处理。每一条线程拥有完全独立的消息队列。线程一般有不断运行的消息循环，恢复和处理消息。当队列地没有消息，并且线程不从事于其它任何活动，系统挂起线程，以节省中央控制器资源。

　　消息也能用于控制目的，初始化你的应用程序中各种类型的程序，并且他们能利用消息参数传递数据。例如，线程可能收到触屏被激活的消息，消息参数可以表明X和Y为用户行动的坐标。 在另一种类型的消息中，参数可以包括指针或者指向数据结构、窗口或其他对象的句柄。