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        基于Linux/Qtopia的車載溫度網絡采集

        作者:中國海洋大學 劉濱 王永才 張冰,青島農業(yè)大學 趙艷華 時間:2008-08-29 來源:單片機與嵌入式系統(tǒng)應用 收藏

        3.2.2  讀接口函數

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/87552.htm

          用戶程序執(zhí)行讀操作的時候可能沒有可以讀取的數據,此時需要讓read操作等待直到有數據可以讀取。在此采用等待隊列使進程在無數據讀取時進入等待,數據到達時喚醒。等待隊列設置成一個循環(huán)緩沖區(qū),每放入一個新數據作為緩沖區(qū)的頭,存放時間最久還未被取走的數據為緩沖區(qū)的尾。

        _read( ) {
          DECLARE_WAITQUEUE(wait,current);//聲明等待隊列……
        Next_try:
          if(dev.head != dev.tail) {//等待隊列不為空,即有數據
          DS18B20_ret=Read_Buffer_DS18B20(); //取走緩沖區(qū)的尾
          copy_to_user( ); //讀取的數據送到用戶空間
        }
          else { ……//等待隊列為空,即沒有數據
          add_wait_queue(&queue,&wait);
          current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;//添加等待隊列,聲明狀態(tài)為任務可中斷
          while((DS18B20dev.head==DS18B20dev.tail)&&!signal_pending(current) {//進入等待
          schedule();
          current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;
            }//如果緩沖區(qū)為空,內核調度,等待通知
          current>state = TASK_RUNNING;//得到有數據的通知,聲明任務狀態(tài)為運行
          remove_wait_queue(&queue,&wait);//刪除等待隊列
          goto Next_try;//返回到讀取數據
          }
        }

        3.2.3  fasync異步通知函數

          異步通知函數向進程發(fā)送SIGIO信號,通知訪問設備的進程,表示設備已經準備好I/O讀寫了,避免主動查詢,提高程序效率。使用異步通知需增加一個struct fasync_struct的結構指針,然后實現fasync接口函數。

        static struct fasync_struct *fasync;//定義一個結構體
        static int DS18B20_fasync(int fd,struct file *filp,int on) {//實現接口函數
          retval = fasync_helper(fd,filp,on,&fasync);
          if ( retval<0) return retval;return 0;
        }

          最后在需要向用戶空間通知的地方調用內核的kill_fasync函數。在打開設備函數中提到的DS18B20Event()功能是:將數據放入循環(huán)緩沖區(qū),喚醒等待隊列并啟動異步通知,其后兩項功能是這樣實現的:
          wake_up_interruptible(&queue);//喚醒等待隊列
          if (fasync) {
          kill_fasync(&fasync,SIGIO,POLL_IN);//發(fā)送異步通知信號
          }

        3.2.4  poll系統(tǒng)調用操作接口函數

          當程序需要進行對多個文件讀寫時,如果某個文件沒有準備好,則系統(tǒng)就會處于讀寫阻塞的狀態(tài),影響其他文件的讀寫。為了避免讀寫阻塞,使用poll函數。如果設備無阻塞地讀,就返回POLLIN; 通常的數據已經準備好,可以讀了,就返回POLLRDNORM。

        static unsigned int DS18B20_poll(struct file *flip, poll_table *wait) {
          poll_wait(flip,&queue,wait);
          if(DS18B20dev.head != DS18B20dev.tail) {
            return POLLIN|POLLRDNORM;
          }
          return 0;
        }

        3.2.5  release釋放設備函數

        static intDS18B20_release(struct inode *inode,struct file *filp) {
          ReleaseFlag=0//內核停止讀取溫度標志
          DS18B20_fasync(1,filp,0);//關閉異步通知
          module_put(THIS_MODULE);//設備計數器減1
          return 0;
        }

          寫接口函數用來通知驅動。例如通知驅動讀取通道2的數據,在應用程序中執(zhí)行寫接口函數write(fileno,&SLOT2,1),驅動設置當前讀通道號為2。

          至此完成驅動接口函數。此驅動屬于字符設備驅動,將源程序放在driver/char 目錄下。同時需要修改該目錄下的Kconfig配置文件并添加 Config 18B20_S3C2410選項,修改driver/char/Makefile,添加obj$(CONFIG_18B20_S3C2410) +=S3C2410_18B20.O。最后重新配置內核,將驅動以模塊形式添加到內核,這樣就可以編譯驅動了。

        應用程序設計

        (1) 創(chuàng)建工程

          首先利用QT Designer設計器創(chuàng)建一個窗體應用程序ThermometerFigure.ui。窗體程序創(chuàng)建好后根據需要添加窗體控件、槽函數、信號等。圖3為ThermometerFigure類的實現框圖。

        (2) ThermometerFigure類實現

          利用uic工具產生相應的*.cpp和*.h文件(窗體類的實現文件和頭文件)。編輯*.cpp和*.h文件實現各成員函數、信號槽的連接。具體實現如圖3所示。

        (3) 創(chuàng)建main及初始化

          首先創(chuàng)建main.cpp文件,并在main.cpp 中創(chuàng)建QApplication 對象。QApplication 類負責圖像用戶界面應用程序的控制流和主設置,對所有來自系統(tǒng)和其他源文件的事件進行處理和調度;還包括應用程序的初始化和結束。

        int main( int argc, char **argv ) {
          QApplication app(argc,argv);
          ThemometerFigure wyc;//創(chuàng)建對象
          app.setMainWidget( &wyc );//選為主窗體
          wyc.show(); return app.exec();
        }

        (4) 編輯*.pro文件并生成Makefile

          利用progen工具創(chuàng)建Thermometer.pro,具體實現如下:

        TEMPLATE=app
        CONFIG=qt warn_on release
        HEADERS=ThermometerFigure.h
        SOURCES=ThermometerFigure.cpp \ main.cpp
        INTERFACES=

          執(zhí)行qmake命令生成Makefile文件,執(zhí)行之前要設置相關的環(huán)境變量,編譯器路徑等。

          qmakeo Makefile Thermometer.pro

        (5)  編譯鏈接工程

          執(zhí)行make命令,將生成目標二進制文件Thermometer,此文件即可在設備上運行。



        圖3  ThermometerFigure類的實現框圖



        圖4  ThermometerFigure類實現界面

        (6)  將可執(zhí)行文件發(fā)布到系統(tǒng)

          將可執(zhí)行文件添加到的根文件系統(tǒng)中,將生成的新的根文件系統(tǒng)燒寫到設備的Flash根文件系統(tǒng)區(qū),這樣就可以在桌面運行程序了。圖4為 ThermometerFigure類實現界面。

        結語

          本文介紹了車載信息系統(tǒng)開發(fā)的部分實現方法。通過實例講述了的開發(fā)過程,包括驅動開發(fā)和應用程序開發(fā)流程。創(chuàng)新點在于將一線制傳感器網絡引入系統(tǒng),大大簡化了線路結構,有很高的實用價值。

        參考文獻

        [1]  鄭靈翔,等.系統(tǒng)設計與應用開發(fā)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2006.
        [2]  南金瑞,等.車載信息系統(tǒng)開發(fā)與應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.
        [3]  朱青,等.及其在機車定置試驗臺溫度采集系統(tǒng)中的應用[J].電氣應用,2006,25(9).

        劉濱(教授),主要研究方向為系統(tǒng)、網絡化智能儀器儀表;
        王永才、張冰(碩士研究生),
        趙艷華(講師),研究方向為嵌入式系統(tǒng)。

        linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

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