和控制寄存器，直接控制硬件，这样对软件开发者来说是一种繁复的事，而且嵌入式微处理器内部集成外设种类越来越多，如串口设备、设备、IIC总线等，对嵌入式编程带来更多的困难。如果读写硬件的语句散布在整个应用程序中或者不同的功能模块可能会读写同一个硬件，那么当系统硬件发生变动时，应用程序就必须全盘重写。怎么避免这样的情况？一个好的方法就是按照尽量隐藏硬件的原则编制设备驱动程序。
在设计驱动程序中尽量隐藏硬件，有几个优点：①因为模块化，软件的总体结构更容易理解；②只要是与某一个外设相互作用，必然是通过他的驱动程序来起作用的，这样查找错误和故障就更容易些；③由硬件的变动导致的软件变化集中在设备驱动程序上，这样做有助于减少系统变动时改变软件设计工作量，尽量做到软件复用，缩短开发周期，这对提高产品竞争能力有实际意义。
本文以摩托罗拉公司冷火系列（coldfire）嵌入式微处理器MCF5307定时器为例，讨论在用C＋＋语言编写嵌入式系统驱动程序时，如何做到尽量隐藏硬件的方法和步骤。
MCF5307的寄存器C语言描述文件是MCF5307．h，这个文件对MCF5307的系统寄存器和片上外设控制和状态寄存器以结构或联合的方式做了定义。在Timer．cpp添加MCF5307．h并在头文件文件中定义MCF5307＿IMM类型全局指针变量imm后就可以访问这些寄存器（使用timer1）。如下所示：
在timer类构造函数中对MCF5307定时器控制和状态寄存器作硬件初始化，使其产生周期为1 ms的节拍中断。
驱动程序开发过程的第二步是确定变量来跟踪硬件和设备驱动的状态。比如，要确定硬件是否已经初始化过或跟踪当前计数器的值。
设备的驱动不只创建一个软件设备，他们纯粹是逻辑设备，在基本外围硬件之上实现。容易设想从单独钟，正如在Windows下定时器编程一样。系统的定时器应该被设置以产生一个周期性的时钟节拍（tick），比如ms。设备驱动则保持创建的每个软件时钟的状态信息来管理一组不同长度的软件时钟。
确定跟踪物理和逻辑设备的状态的变量后，接下来是实际与设备交互和控制函数。首先从设备初始化例程开始，把设备状态设定到一个已知的状态。然后就是启动定时器，并且在启动时设定类型（周期的，还是非周期的）、周期参数、删除定时器等。
以定时器为例，创建一个软件时钟，启动时钟和管理时钟函数等具体的模块函数。这些函数的集合就可以为设备驱动应用程序提供一个统一的接口。
确定外设的中断服务例程入口地址以及安装中断向量。一些重要的后台工作要由中断服务例程来完成，合理的设置中断可以很好的利用CPU，提高CPU的运行效率。MCF5307的中断是由中断基址寄存器VBR和各个外设控制寄存器共同决定的。
实现软件定时器的关键就是活动时钟链表的管理，要跟踪时钟状态，要记录时钟启动时刻及其周期或长度，用链表管理时钟，把时钟的启动时刻转换为剩余节拍数count和链表的位置关系。如图1所示，当一个软件时钟被启动时，初始化state，type和length，时钟被插入活动时钟链表。在时钟链表的时钟经过排序使得第一个到期的时钟处于表的顶端。每一个时钟有一个与其相关的count变量，这个值代表了所有列表前面的到期时该时钟剩余的时钟节拍数。在硬件产生的时钟节拍中断时——每毫秒一次——都要刷新活动时钟列表。
图1说明了活动时钟链表，每一个软件时钟都有他的长度和开始时间，一旦他们被插入列表，就对应count字段和排序。链表中可以看出第1个和第2个时钟同时启动。由于第2个比第1个长5 ms，因此他晚5个节拍到期。而第3个时钟是在第1个时钟的count＝1时插入的。
这段程序是在风河公司（windriver）diab 4．3g编译器下编译，并在SDS调试器下做调试运行，测试程序如下：
将程序编译、链接形成可执行代码，下载到目标板上调，运行正常，实现了软件定时器。就像Windows编程时设置定时器一样，用户可以同时启动若干定时器，而他们底层只是由一个硬件定时器在驱动。
从测试程序中可以看出，定时器编程形式上简单多了，应用程序不直接对设备寄存器读写，而且这个定时器驱动是整个程序惟一直接访问定时器单元的模块。实现了隐藏硬件的目的。
本文通过一个简单的MCF5307定时器驱动程序设计，表述了隐藏硬件的思想以及用于嵌入式驱动程序的编写的方法和步骤，可以推广到其他嵌入式系统驱动程序设计中。这样的驱动程序，方便程序员为嵌入式系统编写应用程序，同时可以为系统程序员提供必要的库例程，增加软件的可复用性，减少重复劳动。
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信息 RE46C163器件是一种低功耗，CMOS电离型烟雾探测器IC。由于外部元件很少，该电路将为电离型烟雾探测器提供所有必需的功能。内部振荡器每隔1.67秒为烟雾探测电路提供10.5 ms的电源，以使待机电流保持在最低水平。在待机状态下，每40秒检查一次电池电量不足的情况。外部引脚可以选择连续音或NFPA时间喇叭模式。互连引脚允许连接多个探测器，因此当一个单元发出警报时，所有单元都会发出声音。电荷转储功能将在退出本地时快速释放互连线报警。互连输入也经过数字滤波。内部1分钟定时器允许单个按钮，按下测试用于降低灵敏度模式。报警记忆功能允许用户确定设备是否先前已进入本地报警条件。利用低功耗CMOS技术，RE46C163器件设计用于符合美国保险商实验室规范UL217和UL268的烟雾探测器。 针可选喇叭图案 报警记忆 灵敏度控制定时器：1分钟1500V ESD保护（HBM） 离子检测器输入的保护输出 ±0.75 pA检测输入电流 内部反向电池保护 低静态电流消耗（ I / O滤波器和充电转储 内部电池低电量检测 电源电池低电量测试 最多可互连66个探测器 符合RoHS标准，无铅封装 电路图、引脚图和封装图...
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可编程嘘声灵敏度 可编程滞后 可编程电压表用于按键测试 电池设置点不足 本地闹钟内存 自动闹钟定位 喇叭同步 9分钟或80秒Hush Ti mer 时间或连续号角模式 最多可互连40个探测器 IO Filter and Charge Dump
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信息 RE46C162器件是一种低功耗CMOS电离型烟雾探测器IC。由于外部元件很少，该电路将为电离型烟雾探测器提供所有必需的功能。内部振荡器每隔1.67秒为烟雾探测电路提供10.5 ms的电源，以使待机电流保持在最低水平。在待机状态下，每40秒检查一次电池电量不足的情况。外部引脚可以选择连续音或NFPA时间喇叭模式。互连引脚允许连接多个探测器，因此当一个单元发出警报时，所有单元都会发出声音。电荷转储功能将在退出本地时快速释放互连线报警。互连输入也经过数字滤波。内部8分钟定时器允许单个按钮，按下测试用于降低灵敏度模式。报警记忆功能允许用户确定设备是否先前已输入本地报警条件。利用低功耗CMOS技术，RE46C162器件设计用于符合美国保险商实验室规范UL217和UL268的烟雾探测器。 针可选喇叭图案 报警记忆 灵敏度控制定时器：8分钟1500V ESD保护（HBM） 离子检测器输入的保护输出 ±0.75 pA检测输入电流 内部反向电池保护 低静态电流消耗（ I / O滤波器和充电转储 内部电池低电量检测 电源电池低电量测试 最多可互连66个探测器 符合RoHS标准，无铅封装 电路图、引脚图和封装图...
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信息 RE46C152是一款低功耗CMOS电离型烟雾探测器IC。由于外部元件很少，该电路将为电离型烟雾探测器提供所有必需的功能。内部振荡器每1.66秒向烟雾探测电路供电10.5mS，以使待机电流保持最小。在待机状态下，每40秒检查一次电池电量不足的情况。音调输入允许选择时间模式或2/3占空比连续音调。时间喇叭模式支持NFPA 72紧急疏散信号。互连引脚允许连接多个探测器，这样当一个单元发出警报时，所有单元都会响起。内部8分钟计时器允许使用单独的按钮来降低灵敏度模式。用于测试和定时器模式的单按钮操作也是可能的。尽管该设备设计用于利用电离室的烟雾检测，但它可以用于各种安全应用。 RE46C152设计用于烟雾探测器，符合美国保险商实验室规范UL217和UL2681500V ESD保护（HBM） 离子检测器输入的保护输出 +/- 0.75pA检测输入电流 内部反向电池保护 低静态电流消耗（ 16L PDIP 内部电池低电量检测 电源低电量测试
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信息 RE46C144是低功耗CMOS光电式烟雾探测器IC。该电路具有最少的外部元件，可为光电式烟雾探测器提供所有必需的功能。 RE46C144设计用于符合美国保险商实验室规范UL217和UL268的烟雾探测器。 内部电源重置 低静态电流消耗 提供16L PDIP或16L N SOIC 所有引脚上的ESD保护 最多可连接40个探测器 10分钟灵敏度控制定时器 连续音喇叭模式 内部电池低电量和室内测试 与Allegro A5358兼容 提供标准包装或符合RoHS标准的无铅包装。 电路图、引脚图和封装图...
信息 RE46C127是低功耗CMOS电离型烟雾探测器IC。由于外部元件很少，该电路将为电离型烟雾探测器提供所有必需的功能。内部振荡器每1.66秒向烟雾探测电路供电10.5mS，以使待机电流保持最小。在待机状态下，每40秒检查一次电池电量不足的情况。 2/3占空比连续喇叭模式用于报警条件。互连引脚允许连接多个探测器，这样当一个单元发出警报时，所有单元都会响起。内部8分钟计时器允许使用单独的按钮来降低灵敏度模式。尽管该装置设计用于利用电离室进行烟雾检测，但它可用于各种安全应用。 RE46C127设计用于符合美国保险商实验室规范UL217和UL268的烟雾探测器。 离子检测器输入的保护输出 +/- 0.75pA检测输入电流 内部反向电池保护 低静态电流消耗（ 提供16L PDIP或16L N SOIC 所有引脚上的ESD保护 ;内部电池低电量检测 最多可互连40个探测器 8分钟灵敏度控制定时器 兼容使用Allegro A5348 提供标准包装或符合RoHS标准的无铅包装。 电路图、引脚图和封装图...
信息 RE46C140是低功耗CMOS光电式烟雾探测器IC。该电路具有最少的外部元件，可为光电式烟雾探测器提供所有必需的功能。 RE46C140设计用于符合美国保险商实验室规范UL217和UL268的烟雾探测器。 内部电源重置 低静态电流消耗 提供16L PDIP或16L N SOIC 所有引脚上的ESD保护 最多可连接40个探测器 10分钟灵敏度控制定时器 时间号角模式 内部电池低电量和室内测试 与Allegro A5366兼容 提供标准包装或符合RoHS标准的无铅包装。 电路图、引脚图和封装图...
信息 RE46C122是低功耗CMOS电离型烟雾探测器IC。由于外部元件很少，该电路将为电离型烟雾探测器提供所有必需的功能。内部振荡器每1.66秒向烟雾探测电路供电10.5mS，以使待机电流保持最小。在待机状态下，每40秒检查一次电池电量不足的情况。颞角图案支持NFPA 72紧急疏散信号。互连引脚允许连接多个探测器，这样当一个单元发出警报时，所有单元都会响起。内部10分钟计时器允许使用单独的按钮来降低灵敏度模式。尽管该装置设计用于利用电离室进行烟雾检测，但它可用于各种安全应用。 RE46C122设计用于符合Und的烟雾探测器
所有引脚上的
1500V ESD保护（HBM） 离子检测器输入的保护输出 +/- 0.75pA检测输入电流 内部反向电池保护 低静态电流消耗（ 16L PDIP或16L N SOIC 内部电池低电量检测 加电低电量测试 最多可互连40个探测器 10分钟定时器进行灵敏度控制 兼容使用Allegro A5367 提供标准包装或符合RoHS标准的无铅包装。 电路图、引脚图和封装图...
CAT1832 电压监控器，看门狗定时器，手动复位，3.3 V，具有高电平有效和低电平复位
信息 CAT1832电压监控器可以暂停并重新启动“挂起”或“停顿”的微处理器，在电源故障后重启微处理器，并去除手动/推送 - 按钮微处理器复位开关该器件是Maxim / Dallas Semiconductor DS1832监控器的替代品。精密基准电压源和比较器电路监控3.3 V系统电源电压V 。在上电期间或当电源超出可选容差限制时，RESET和都将变为活动状态。在电源电压升至RESET阈值电压以上后，复位信号保持有效至少250 ms，从而使电源和系统处理器稳定。跳闸点容差输入TOL选择CAT1832 3.3 V电源的跳闸电平容差为10％或20％。每个器件都具有推挽式高电平有效复位输出。 CAT1832还具有推挽式低电平有效复位输出。去抖动手动复位输入激活复位输出，并在释放后保持有效状态至少250 ms。还包括看门狗定时器重置因软件或硬件故障而停止的微处理器。可选择三个看门狗超时周期：150 ms，600 ms和1.2 sec。如果在看门狗超时周期结束前，输入未被选通为低电平，则复位信号将至少激活250 ms。 可选复位电压容差 - CAT1232LP for 5.0 V电源 - 用于3.3 V电源的CAT1832 可选看门狗周期：150 ms，600 ms或1.2 sec 两个复位输出 - 高电平有效推挽式复位输出 - 低电...
信息 MC1455单片定时器电路是一种高度稳定的控制器，能够产生精确的时间延迟或振荡。如果需要，提供附加端子用于触发或重置。在延时模式下，时间由一个外部电阻和电容精确控制。为了稳定地作为振荡器工作，可以通过两个外部电阻和一个电容精确控制自由运行频率和占空比。该电路可以在下降波形上触发和复位，输出结构可以提供或吸收高达200 mA的电流或驱动TTL电路。 直接替换NE555定时器 从微秒到时间的定时小时 在稳定模式和单稳态模式下运行 可调节占空比 高电流输出可以输出或吸收200 mA 输出可以驱动TTL 温度稳定性为0.005％/°C 常开或常关输出 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...
单片定时器电路是一种高度稳定的控制器，能够产生精确的时间延迟或振荡。如果需要，提供附加端子用于触发或重置。在延时模式下，时间由一个外部电阻和电容精确控制。为了稳定地作为振荡器工作，可以通过两个外部电阻和一个电容精确控制自由运行频率和占空比。电路可以在下降波形上触发和复位，输出结构可以提供或吸收高达200 mA的电流或驱动TTL电路。 特性 NE555的直接替换计时器 从微秒到小时的时间 在Astable和Monostable模式下操作 可调节占空比 高电流输出可以输出或吸收200 mA 输出可以驱动TTL 温度稳定性0.005％/°C 正常开启或正常关闭输出 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...
信息描述 The LMC555 device is a CMOS version of the industry standard 555 series general-purpose timers. In addition to the standard package (SOIC, VSSSOP, and PDIP) the LMC555 is also available in a chip-sized package (8-bump DSBGA) using TIs DSBGA package technology. The LMC555 offers the same capability of generating accurate time delays and frequencies as the LM555 but with much lower power dissipation and supply current spikes. When operated as a one-shot, the time delay is precisely controlled by a single external resistor and capacitor. In the astable mode the oscillation frequency and duty cycle are accurately set by two external resistors and one capacitor. The use of TIs LMCMOS process extends both the frequency range and the low supply capability.特性Industrys Fastest Astable Frequency of 3 MHz Available in Industrys Smallest 8-Bump DSBGA Package (1.43mm × 1.41mm) Less Than 1 mW Typical P...
信息描述 TLC555 是一个使用 TI LinCMOS 工艺制造的单片定时电路。 定时器与 CMOS，TTL，和 MOS 逻辑电路完全兼容并且运行在高达 2MHz 的频率上。 由于它的高阻抗特性，这个器件使用的定时电容器比那些 NE555 所使用的电容器要小。 因此，可实现更加准确的时间延迟和振荡。 在整个电源电压范围内功耗较低。与 NE555 类似，TLC555 有一个约等于电源电压三分之一的触发电平以及一个约等于电源电压三分之二的阀值电平。 可使用控制电压端子 (CONT) 来改变这些电平。 当触发输入 (TRIG) 下降至低于触发电平的时候，触发器被设定并且输出变为高电平。 如果 TRIG 高于触发电平并且阀值输入 (THRES) 在阀值电平之上的话，触发器被复位并且输出为低电平。 复位输入 (RESET) 的优先级高于所有其它输入并且可被用来启动一个新的定时周期。 如果 RESET 为低电平，触发器被复位并且输出为低电平。 只要当输出为低电平，在放电端子 (DISCH) 和接地 (GND) 之间提供一个低阻抗路径。 所有未使用的输入应该被接至一个适当的逻辑电平来防止错误触发。当 CMOS 输出能够吸收超过 100mA 的电流并提供超过 10mA 电流时，...
信息LM555是一个高度稳定的控制器，能够产生精确定时脉冲。 如果是单稳态运行，延时将由一个外部电阻和一个电容进行控制。 如果是稳态运行，频率和占空比将由两个外部电阻和一个电容进行精确控制。 高电流驱动能力(200mA) 可调占空比 0.005%/°C的温度稳定性 计时范围从微秒到小时 关闭时间少于2微秒 精密计时 脉冲发生 延时发生 连续定时
信息 MC1455单片定时器电路是一种高度稳定的控制器，能够产生精确的时间延迟或振荡。如果需要，提供附加端子用于触发或重置。在延时模式下，时间由一个外部电阻和电容精确控制。为了稳定地作为振荡器工作，可以通过两个外部电阻和一个电容精确控制自由运行频率和占空比。该电路可以在下降波形上触发和复位，输出结构可以提供或吸收高达200 mA的电流或驱动TTL电路。 直接替换NE555定时器 从微秒到时间的定时小时 在稳定模式和单稳态模式下运行 可调节占空比 高电流输出可以输出或吸收200 mA 输出可以驱动TTL 温度稳定性为0.005％/°C 常开或常关输出 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...
1B可编程定时器由一个16级二进制计数器，一个用于外部电容和两个电阻的集成振荡器，一个自动上电复位电路和输出控制逻辑组成。 通过接通电源初始化定时，然后启用上电复位并在指定的V DD 范围内初始化计数器。电源已打开时，可以施加外部复位脉冲。在释放初始复位命令时，振荡器将以外部RC网络确定的频率振荡。 16级计数器将振荡器频率（f ocs 除以n th 级频率为f osc / 2 n 。 特性 可用输出2 8 ，2 10 ，2 13 或2 16 正边沿时钟转换的增量 内置低功耗RC振荡器（在整个温度范围内精度为+/- 2％，+ / - 20％电源和+ / - 在...
6B可编程定时器是一个24级二进制纹波计数器，可通过二进制代码选择16级。提供了片内RC振荡器或外部时钟的规定。包括一个包含脉冲型输出的片上单稳态电路。通过选择适当的计数器级和适当的输入时钟频率，可以实现各种定时。 特性 24个触发器阶段 - 将从2 0 计数到2 24 最后16个阶段可通过四位选择代码选择 8-Bypass输入允许绕过前8个阶段 设置和重置输入 时钟抑制和振荡器抑制输入 片上RC振荡器规定 片上单稳态输出规定 时钟调理电路允许长时间上升和下降时间操作 测试模式允许快速测试序列 电源电压范围= 3.0 Vdc至18 Vdc 能够驱动两个低电平-power TTL Loads或One Low - 额定温度范围内的功率肖特基TTL负载 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...
和特点 2.7V 至 38V 工作范围 (42V 绝对最大值) IQ = 20μA (工作模式)；1.5μA (停机模式) 具自动模式切换功能的多模式降压-升压型充电泵 (2:1、1:1、1:2) 12V 至 5V 转换效率 = 81% IOUT 高达 500mA VOUT：固定的 3.3V、5V 或可调 (2.5V 至 5V) 超低 EMI 辐射 专为符合 ISO 26262 诊断覆盖要求的系统而设计 过热、过压和短路保护 工作结温：150°C (最大值) 具外部定时控制功能的 POR / 看门狗控制器 耐热性能增强型 16 引脚 MSOP 封装 产品详情 LTC®3246 是一款具集成化看门狗定时器的开关电容器降压-升压型 DC/DC 转换器。该器件可采用 2.7V 至 38V 输入产生一个稳定的输出 (3.3V、5V 或可调)。开关电容器分数转换用于在很宽的输入电压范围内保持调节作用。内部电路可自动选择转换比，从而在输入电压和负载条件变化的情况下实现效率的优化。不需要使用电感器。LTC3246 的复位时间和看门狗超时无需外部组件即可设定，或采用外部电容器进行调节。一种窗口模式看门狗功能用于高可靠性应用。复位输入可用于提供额外的电源监视或配置为一个按钮复位。低工作电流 (无负载时为 20μA，在停机模式中为 1.5μA) 和低外部...
和特点 输入电压范围：5.5V 至 38V 单独使能的 5V 和 3.3V 固定输出 5V 输出：100mA (最大值) 3.3V LDO 输出：250mA (最大值) 具自动模式切换功能的多模式降压型充电泵 (2:1、1:1) 低静态电流 当两个输出均在调节时为 20μA (无负载) 在停机模式为 0.5μA 专为符合 ISO26262 标准的系统进行设计 1.1V 基准输出用于系统诊断 具可调定时的上电复位和看门狗控制器 在每个输出上提供过流故障保护 过热保护 150°C 最大工作结温 耐热性能增强型 16 引脚 MSOP 封装 产品详情 LTC®3256 是一款宽输入范围开关电容器降压型 DC/DC 转换器，其可产生两个稳定的输出：通过直接连接至充电泵输出产生 5V 输出，和通过一个低压差 (LDO) 线V 输出。该器件可提供高达 350mA 的总输出电流。在 12V VIN 和两个输出端上均承受最大负载的情况下，功率耗散比双路输出 LDO 稳压器解决方案减少了 2W 以上。LTC3256 通过在尽可能宽的工作范围内使充电泵运行于 2:1 模式以最大限度地提高效率，并由于 VIN 和负载情况而自动地按需切换至 1:1 模式。受控的输入电流和开关转换速率尽量地降低了传导和辐射 EMI。一个集成的...
和特点 周期范围：1ms 至 9.5 小时利用上电或复位输入实现定时复位利用 1~3 个电阻器进行配置最大频率误差 1.5%可编程输出极性2.25V 至 5.5V 单电源操作55μA 至 80μA 电源电流 (2ms 至 9.5 小时时钟周期)500μs 启动时间CMOS 输出驱动器可供应 / 吸收 20mA 电流-55°C 至 125°C 工作温度范围可提供扁平 (高度仅 1mm) SOT-23 (ThinSOTTM) 封装和 2mm x 3mm DFN 封装 产品详情 LTC®6995 是一款硅振荡器，具有一个 1.024ms 至 9.54 小时 (29.1μHz 至 977Hz) 的可编程周期范围，专供长持续时间定时过程之用。LTC6995 隶属于 TimerBlox® 通用型硅定时器件系列。单个电阻器 RSET 负责设置 LTC6995 的内部主振荡器频率。输出时钟周期由该主振荡器和一个内部分频器 NDIV 来决定 (可编程至从 1 至 221 范围内的 8 个设定值)。当振荡时，LTC6995 产生一个 50% 占空比的方波输出。该器件提供了一种复位功能，用以停止主振荡器并清零内部分频器。取消复位将启动一个完整的输出时钟周期，这适用于可编程上电复位和看门狗定时器应用。LTC6995 具有两种复位功能版本。对于 LTC6995-1 复位输入为高电平有效，而对于 LTC...
