如何設(shè)計(jì)基于ARM的智能測(cè)溫系統(tǒng)？

3.2 溫度傳感器驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)

在Linux中，為實(shí)現(xiàn)模型抽象和統(tǒng)一操作接口，設(shè)備驅(qū) 動(dòng)程序隱藏了設(shè)備的具體細(xì)節(jié)，向用戶(hù)提供了統(tǒng)一的設(shè)備接 口。Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)運(yùn)行于內(nèi)核中，完成直接硬件操作、設(shè) 備管理等工作，并向用戶(hù)提供了統(tǒng)一的接口模型。Linux下 將設(shè)備分為字符、塊和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備三類(lèi)，同樣設(shè)備驅(qū)動(dòng)也分為 字符驅(qū)動(dòng)、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)。字符設(shè)備面向的設(shè) 備是流式設(shè)備，如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等;塊設(shè)備面向的是需要隨 機(jī)存儲(chǔ)的設(shè)備，它主要包括硬盤(pán)、光驅(qū)等存儲(chǔ)設(shè)備;其中 DS18B20屬于字符設(shè)備。

在字符與塊設(shè)備中由一個(gè)主設(shè)備號(hào)和一個(gè)次設(shè)備號(hào)(minor number)標(biāo)識(shí)驅(qū)動(dòng)設(shè)備。主設(shè)備號(hào)用于標(biāo)識(shí)設(shè)備類(lèi) 型，次設(shè)備號(hào)用于識(shí)別同類(lèi)設(shè)備序號(hào)。字符驅(qū)動(dòng)程序通過(guò) file_operaTIons結(jié)構(gòu)的指針向用戶(hù)程序提供接口抽象。

其內(nèi)核定義如下：

struct file_operaTIons

{

int (*read) (struct inode *inode，struct file *filp，char *buf，int count); /*設(shè)備讀*/

int (*write) (struct inode *inode，struct file *filp，char *buf，int

count); /*設(shè)備寫(xiě)*/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(shè)備打 開(kāi)*/

void (*release) (struct inode *inode，struct file *filp); /*設(shè)備 關(guān)閉*/

??????

};

在結(jié)構(gòu)file_operations里，指出了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序所提供的 入口點(diǎn)位置，分別是：

read讀操作，完成由應(yīng)用設(shè)備向應(yīng)用程序傳遞的數(shù)據(jù)。 write寫(xiě)操作，完成由應(yīng)用程序向設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)。 ioctl，進(jìn)行讀、寫(xiě)以外的其它命令操作。 open，打開(kāi)設(shè)備準(zhǔn)備進(jìn)行I/O操作。 release，設(shè)備釋放操作。 每一個(gè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)由一個(gè)cdev結(jié)構(gòu)體抽象，具體的驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)由 file_operations實(shí)現(xiàn)，用戶(hù)程序通過(guò)dev_t代表設(shè) 備號(hào)查找到內(nèi)核中的cdev，由cdev調(diào)用到file_operations，從 而調(diào)用到實(shí)際的硬件操作函數(shù)。

4 結(jié)論

本文以便攜式手持溫度測(cè)試儀為技術(shù)、應(yīng)用背景，設(shè)計(jì)了一套具備溫度測(cè)量、數(shù)據(jù)記錄、LCD顯示以及網(wǎng)絡(luò)通信 功能的溫度測(cè)試設(shè)備。

由于便攜式手持溫度測(cè)試儀具有體積小、功耗低同時(shí) 又具備較高性能的要求，系統(tǒng)采用了ARM微控制器作為系 統(tǒng)的核心控制單元，并在平臺(tái)上移植了Linux操作系統(tǒng)以滿(mǎn) 足系統(tǒng)對(duì)聯(lián)網(wǎng)、存儲(chǔ)方面的需要。對(duì)比眾多的處理器，選用 了三星公司基于Cortex-A8 內(nèi)核的 S5PC100處理器，圍繞核心電路設(shè)計(jì)了溫度采集，大容量存儲(chǔ)、人機(jī)交互、以及網(wǎng)絡(luò) 通訊等單元電路;在平臺(tái)電路的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了Linux系統(tǒng)的 移植工作，并完成了這些設(shè)備接口電路的驅(qū)動(dòng)移植工作; 在Linux系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)了DS18B20的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)工作，并編寫(xiě)了基 于液晶顯示的測(cè)試程序。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，應(yīng)用程序能夠在 Linux下采集DS18B20的溫度數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)在LCD上的顯示、存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)文件能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的NFS服務(wù)導(dǎo)出到PC 端，實(shí)現(xiàn)了課題設(shè)計(jì)的功能。