如何設計基于ARM的智能測溫系統?
3.2 溫度傳感器驅動程序的設計
在Linux中,為實現模型抽象和統一操作接口,設備驅 動程序隱藏了設備的具體細節,向用戶提供了統一的設備接 口。Linux設備驅動運行于內核中,完成直接硬件操作、設 備管理等工作,并向用戶提供了統一的接口模型。Linux下 將設備分為字符、塊和網絡設備三類,同樣設備驅動也分為 字符驅動、塊設備驅動和網絡設備驅動。字符設備面向的設 備是流式設備,如鼠標、鍵盤等;塊設備面向的是需要隨 機存儲的設備,它主要包括硬盤、光驅等存儲設備;其中 DS18B20屬于字符設備。
在字符與塊設備中由一個主設備號和一個次設備號(minor number)標識驅動設備。主設備號用于標識設備類 型,次設備號用于識別同類設備序號。字符驅動程序通過 file_operaTIons結構的指針向用戶程序提供接口抽象。
其內核定義如下:
struct file_operaTIons
{
int (*read) (struct inode *inode,struct file *filp,char *buf,int count); /*設備讀*/
int (*write) (struct inode *inode,struct file *filp,char *buf,int
count); /*設備寫*/int (*ioctl) (struct inode *inode,struct file *filp,unsigned int
cmd,unsigned int arg); /*I/O控制*/
int (*open) (struct inode *inode,struct file *filp); /*設備打 開*/
void (*release) (struct inode *inode,struct file *filp); /*設備 關閉*/
??????
};
在結構file_operations里,指出了設備驅動程序所提供的 入口點位置,分別是:
read讀操作,完成由應用設備向應用程序傳遞的數據。 write寫操作,完成由應用程序向設備發送的數據。 ioctl,進行讀、寫以外的其它命令操作。 open,打開設備準備進行I/O操作。 release,設備釋放操作。 每一個字符設備驅動由一個cdev結構體抽象,具體的驅動的實現由 file_operations實現,用戶程序通過dev_t代表設 備號查找到內核中的cdev,由cdev調用到file_operations,從 而調用到實際的硬件操作函數。
4 結論
本文以便攜式手持溫度測試儀為技術、應用背景,設計了一套具備溫度測量、數據記錄、LCD顯示以及網絡通信 功能的溫度測試設備。
由于便攜式手持溫度測試儀具有體積小、功耗低同時 又具備較高性能的要求,系統采用了ARM微控制器作為系 統的核心控制單元,并在平臺上移植了Linux操作系統以滿 足系統對聯網、存儲方面的需要。對比眾多的處理器,選用 了三星公司基于Cortex-A8 內核的 S5PC100處理器,圍繞核心電路設計了溫度采集,大容量存儲、人機交互、以及網絡 通訊等單元電路;在平臺電路的基礎上實現了Linux系統的 移植工作,并完成了這些設備接口電路的驅動移植工作; 在Linux系統下實現了DS18B20的驅動設計工作,并編寫了基 于液晶顯示的測試程序。經過實際測試,應用程序能夠在 Linux下采集DS18B20的溫度數據,并能夠實現在LCD上的顯示、存儲功能,存儲文件能夠通過網絡的NFS服務導出到PC 端,實現了課題設計的功能。
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