Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏ１．２６，Ｎｏ．２，２０１０ 开发应用 微型 电脑应甩 ２０１０年第 ２６卷第 ２期
文章编号 ：１００７－７５７Ｘ（２０１０）２—００５３－０３
基于 Ｗｉｎｄｏｗｓ的ＵＳＢ驱动程序开发
何 丽华，梁杰 中， 肖楚海
摘 要 ：为 了配合 ＵＳＢ驱动程序 的开发 ，首 先详细阐 述 了微 软所提 倡的 ＷＤＭ 驱动 模型。并 以 ＬＰＣ２３６８为例 ，阐述 了运 用
ＤＤＫ和 ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ工具 包，开发 ＵＳＢ设备驱动程序 的过程和 ＵＳＢ驱动程序 的调 用过程 。利用 ＤｒｉｖｅｒＷｏｒｋｓ开发驱动程 序
快捷 方便 ，必将有着广 阔的应用前景。
关键词 ：ＷＤＭ 驱动模型 ；ＤＤＫ；ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ；ＵＳＢ驱动
中图分类号：ＴＰ３９９ 文献标志码 ：Ｂ
０ 引言
Ｗｉｎｄｏｗｓ已经成 为 ＰＣ 的主 流操 作系统，要想实现在
Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统下对硬件设备的操作，必须通过在 ＷＤＭ
模型下设计驱动程序这 个软接 口。ＵＳＢ，是 Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ
Ｂｕｓ（通用串行总线）的简称，为个人电脑与其外围设备之间的
连接提供了一种标准化 、单一化的接 口『１Ｉ。它的主要优 点体
现在：操 作简单，即插即用 ；成本低廉 ，携带方便 ；标准 统
一
；可 以连接 多个设备 ；通信速率 快；可靠性 高等 。鉴 于
ＵＳＢ的这些特 点 ，它 已经成为 ＰＣ的首选接 口。
１ ＷＤＭ 驱 动程序模型简介
ＵＳ８驱 动的设计 基于 ＷＤＭ （Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｄｒｉｖｅｒ
Ｍｏｄｕｌｅ），即 Ｗｉｎ３２驱动模型 。ＷＤＭ 是 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公 司
力推 的新型驱动模型 ，旨在通过 一种灵活 的方式简化驱动
程序 的开发 ，在实现对新硬件支持的基础上 ，减少并 降低必
须开发的驱动程序的数量和复杂性 。
ＷＤＭ 有两种运行模式 ，即内核模式和用户模式 。在 内
核模式下 ，程序的运行 不受操作系统的任 何限制 ，对 Ｉ／Ｏ有
完全 的访 问权 ；在用户模式 下，操作系统提供某种机制 ，可
以限制程序的各种 Ｉ／Ｏ操作 。
ＷＤＭ 驱动程序采用 了分层驱动的方式，不 同层之间的
驱动 程序 完成不 同的操 作 ，不 同层 之间 可 以 互相调用 ，在
ＷＤＭ 中引入 了功能设备对象 （ＦＤＯ Ｆｉｌｔｅｒ Ｄｅｖｉｃｅ Ｏｂｊｅｃｔ）
和物理设备对象 （ＰＤＯ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ Ｏｂｊｅｃｔ）来描述硬件 。
一
个 ＰＤＯ 对应 一个真实 的硬件 ，一个硬件 只允许有 一个
ＰＤＯ但是却可 以有多个 ＦＤＯ。在 驱动程序 中直接操作 的不
是硬 件设 备，而是相应 的 ＰＤＯ和 ＦＤＯ［ １。在用户态 和内核
态通信方 面，系统 为每一个用户请求打包形成一个 ＩＲＰ 结
构 ，将其 发送至驱动程序 ，并通过识别 ＩＲＰ中的 ＰＤＯ来 区
分 时发送给哪 一个设备 的。
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图 １ ＷＤＭ 驱 动程 序模 型
驱动模型如图 ｌ所 示：中总线驱动程序位于最底 层，总
线驱动程 序为实际的 Ｉ／ｏ 总线服 务，比如 ＵＳＢ。微软 已经
为 Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统提供 了总线驱动程序 。一个总线驱动
程序 负责 的工作有 ：枚举 总线上的设备；向操作系统报告总
线上 的动 态事件 ；响应 即插 即用 和电源 管理 的 Ｉ／Ｏ请求；
管理 总线上 的设备 。总线驱动程序创建一个物理设备对象 来
代表 它发现 的设备 。即发现总线上的所有设备和检测设备添
加或者删 除，创建物理设备对象 ＰＤＯ；
功能驱动程序 处理 设备 的 Ｉ／Ｏ请求包 （ＩＲＰ），负责创 建
功 能设 备对象 ＦＤＯ；其 他层 的驱 动程序 是一 些过 滤程序
（Ｆｉｌｔｅｒ Ｄｒｉｖｅｒ），对应的设备对象是过滤器设备。安装硬 件
设备 时操作系 统的即插 即用管理器 按照设备驱 动程序 的要
求构造设备的对象 ，首先是最 底层 的总线驱动程序检测 到实
际 的物理设备 ，创建物 理设备对 象 ＰＤＯ，然后 ，即插 即用
管理器查询注册表 ，按注册表信 息依次 加载过滤驱动程序和
功能驱动程序 ，可 生成相应 的功 能设备对 象 ＦＤＯ，并建立
．
设备对象和驱动程序的对应关系 ，这样一个完整 的设备驱动
程序就建立 了Ｉ 。
２ 工 具 的选择
在开发工具的选择 上本 文选 择用 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ 公司提供的
Ｗｉｎｄｏｗｓ ＤＤＫ，Ｗｉｎ２０００ＤＤＫ。ＤＤＫ软件包中包括有关设
备驱动程序开 发的文档 、编译驱动程序时所需要的头文件和
库文件 、调试工具和一些设备驱动程序 范例。但是直接使用
ＤＤＫ 开发 比较困难，而且设备的驱动程序本身 比较复杂，
作者简 介 ：何 丽华（１９８４－），女 ，河南省开封 市人 ，华 南理工大 学 自动化 学院，检测与 自动化 装置 硕士研 究生 ，主要研 究方 向为现场 总线 及其
应用，广东广 州 ５１０６４０；梁 杰 ￣（１９５２．），男，华南理 工大 学自动化学 院副教 授 ，硕士 生导 师，主 要研究方向 为现场 总线 技术及
应用、单片机及嵌入 式控 制系 统、过程控制 仪表 、集散控制系统，广 东广 州 ５１０６４０；肖楚 海（１９８４—１，男，华南理工 大学 自动化
学院，控制理论与控制工程硕士研究生，主要研究方 向是现场总线及其应用，广东广州 ５１０６４０
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