【摘要】 當前文章介紹如何在Linux系統(tǒng)下編寫一個DS18B20溫度傳感器驅(qū)動，測量環(huán)境溫度，并將DS18B20注冊成字符設備，通過文件接口將溫度數(shù)據(jù)傳遞給應用層。
1. 前言
當前文章介紹如何在Linux系統(tǒng)下編寫一個DS18B20溫度傳感器驅(qū)動，測量環(huán)境溫度，并將DS18B20注冊成字符設備，通過文件接口將溫度數(shù)據(jù)傳遞給應用層。
當前使用的開發(fā)板是友善之臂的Tiny4412開發(fā)板，CPU是三星的Exynos-4412，主頻是4核1.5GHZ，當前運行的Linux內(nèi)核版本是3.5。使用的溫度傳感器是DS18B20，是一個數(shù)字溫度傳感器，非常經(jīng)典的一款溫度傳感器，常年應用在各大高校畢設、實驗室、畢設、課設場景。DS1820接線比較簡單，只需要一根線就行，加上兩根電源線，一共3根線，并且DS18B20支持硬件序列號尋址，支持一個IO口上掛載多個DS18B20。
2. DS18B20介紹
DS18B20特性：
（1）全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。
（2）先進的單總線數(shù)據(jù)通信。
（3）最高 12 位分辨率，精度可達土 0.5 攝氏度。
?。?）12 位分辨率時的最大工作周期為 750 毫秒。
?。?）可選擇寄生工作方式。
?。?）檢測溫度范圍為-55° C ~+125° C （-67° F ~+257° F）
（7）內(nèi)置 EEPROM，限溫報警功能。
?。?）64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。
?。?）多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。
DS18B20引腳功能
GND 電壓地
DQ 單數(shù)據(jù)總線
VDD 電源電壓
NC 空引腳
DS18B20讀取溫度的步驟：
發(fā)送復位信號-->
檢測回應信號--->
發(fā)送0xCC-->發(fā)送0x44->
發(fā)送復位信號->
檢測回應信號->
寫0xcc--->
寫0xbe--->
循環(huán)8次讀取溫度低字節(jié)--->
循環(huán)8次讀取溫度高字節(jié)---->
打印溫度信息
DS18B20溫度轉(zhuǎn)換示例：
u16 temp;
u8 TL,TH;
u16 intT,decT; //溫度值的整數(shù)和小數(shù)部分
TL=DS18B20_Read_Byte（）； //讀取溫度低8位LSB
TH=DS18B20_Read_Byte（）； //讀取溫度高8位MSB
temp=（（u16）TH《8）|TL; //將讀出的溫度高低位組合成16位的值
intT = temp 》 4; //分離出溫度值整數(shù)部分
decT = temp & 0xF; //分離出溫度值小數(shù)部分
printf（“A: %d.%d\r\n”，（int）intT,（int）decT）； //打印實際溫度值
3. 硬件接線圖
Tiny4412開發(fā)板擴展GPIO口：
4. 示例代碼
復制
#include
#include
#include /*雜項字符設備頭文件*/
#include /*文件操作集合*/
#include /*延時函數(shù)*/
#include
#include
/*DS18B20 GPIO接口： GPB_4*/
/*定義指針，用于接收虛擬地址*/
volatile unsigned int *DS18B20_GPBCON;
volatile unsigned int *DS18B20_GPBDAT;
#define DS18B20_INPUT（） {*DS18B20_GPBCON &= ~（0xf 《 4 * 4）；}
#define DS18B20_OUTPUT（） {*DS18B20_GPBCON &= ~（0xf 《 4 * 4）；*DS18B20_GPBCON |= （0x1 《 4 * 4）；}
/*
函數(shù)功能：等待DS18B20的回應
返回1:未檢測到DS18B20的存在
返回0:存在
*/
unsigned char DS18B20_Check（void）
{
unsigned char retry=0;
DS18B20_INPUT（） ///SET PG11 INPUT
while（（*DS18B20_GPBDAT & （1 《 4））&&retry<200）
{
retry++;
udelay（1）；
};
if（retry>=200）return 1;
else retry=0;
while（！（*DS18B20_GPBDAT & （1 《 4））&&retry<240）
{
retry++;
udelay（1）；
};
if（retry>=240）return 1;
return 0;
}
/*
從DS18B20讀取一個位
返回值：1/0
*/
unsigned char DS18B20_Read_Bit（void） // read one bit
{
unsigned char data;
DS18B20_OUTPUT（）；
*DS18B20_GPBDAT &= ~（1 《 4）；//輸出0
udelay（2）；
*DS18B20_GPBDAT |= （1 《 4）；//輸出1
DS18B20_INPUT（）
udelay（12）；
if（（*DS18B20_GPBDAT & （1 《 4）））data=1;
else data=0;
udelay（50）；
return data;
}
/*
從DS18B20讀取一個字節(jié)
返回值：讀到的數(shù)據(jù)
*/
unsigned char DS18B20_Read_Byte（void） // read one byte
{
unsigned char i,j,dat;
dat=0;
for（i=1;i<=8;i++）
{
j=DS18B20_Read_Bit（）；
dat=dat》1;
if（j） //主機對總線采樣的數(shù) 判斷-------讀數(shù)據(jù)-1就是1，否則就是0
dat|=0x80; //先收低位數(shù)據(jù)--一步一步向低位移動》
}
return dat;
}
/*
寫一個字節(jié)到DS18B20
dat：要寫入的字節(jié)
*/
void DS18B20_Write_Byte（unsigned char dat）
{
unsigned char j;
unsigned char testb;
DS18B20_OUTPUT（）；
for（j=1;j<=8;j++）
{
testb=dat&0x01;
dat=dat》1;
if（testb）
{
*DS18B20_GPBDAT &= ~（1 《 4）；//輸出0// Write 1
udelay（2）；
*DS18B20_GPBDAT |= （1 《 4）；//輸出1
udelay（60）；
}
else
{
*DS18B20_GPBDAT &= ~（1 《 4）；//輸出0// Write 0
udelay（60）；
*DS18B20_GPBDAT |= （1 《 4）；//輸出1
udelay（2）；
}
}
}
/*
從ds18b20得到溫度值
精度：0.1C
返回值：溫度值 （-550~1250）
*/
short DS18B20_Get_Temp（void）
{
unsigned short aaa;
unsigned char temp;
unsigned char TL,TH;
DS18B20_OUTPUT（）；
*DS18B20_GPBDAT &= ~（1 《 4）；//輸出0 //拉低DQ
udelay（750）； //拉低750us
*DS18B20_GPBDAT |= （1 《 4）；//輸出1 //DQ=1
udelay（15）； //15US
DS18B20_Check（）；
DS18B20_Write_Byte（0xcc）；
DS18B20_Write_Byte（0x44）；
DS18B20_OUTPUT（）；
*DS18B20_GPBDAT &= ~（1 《 4）；//輸出0 //拉低DQ
udelay（750）； //拉低750us
*DS18B20_GPBDAT |= （1 《 4）；//輸出1 //DQ=1
udelay（15）； //15US
DS18B20_Check（）；
DS18B20_Write_Byte（0xcc）；// skip rom
DS18B20_Write_Byte（0xbe）；// convert
TL=DS18B20_Read_Byte（）； // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte（）； // MSB
aaa=（（unsigned short）TH《8）|TL;
return aaa;
}
/*
雜項字符設備注冊示例----->DS18B20
*/
static int tiny4412_open（struct inode *my_inode, struct file *my_file）
{
/*映射物理地址*/
DS18B20_GPBCON=ioremap（0x11400040,4）；
DS18B20_GPBDAT=ioremap（0x11400044,4）；
printk（“DS18B20初始化成功！\r\n”）；
/*設置ds18b20為輸出模式*/
*DS18B20_GPBCON &= ~（0xf 《 4 * 4）；
*DS18B20_GPBCON |= （0x1 《 4 * 4）；
return 0;
}
static int tiny4412_release（struct inode *my_inode, struct file *my_file）
{
/*釋放虛擬地址*/
iounmap（DS18B20_GPBCON）；
iounmap（DS18B20_GPBDAT）；
printk（“DS18B20釋放成功\r\n”）；
return 0;
}
static ssize_t tiny4412_read（struct file *my_file, char __user *buf, size_t len, loff_t *loff）
{
/*讀取溫度信息*/
short temp=DS18B20_Get_Temp（）；
copy_to_user（buf,&temp,2）； //拷貝溫度至應用層
return 0;
}
static ssize_t tiny4412_write（struct file *my_file, const char __user *buf, size_t len, loff_t *loff）
{
return 0;
}
/*文件操作集合*/
static struct file_operations tiny4412_fops=
{
.open=tiny4412_open,
.read=tiny4412_read,
.write=tiny4412_write,
.release=tiny4412_release
};
/*
核心結(jié)構(gòu)體
*/
static struct miscdevice tiny4412_misc=
{
.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR, /*自動分配次設備號*/
.name=“DS18B20”， /*設備文件，指定/dev/生成的文件名稱*/
.fops=&tiny4412_fops
};
static int __init DS18B20_dev_init（void）
{
/*雜項設備注冊*/
misc_register（&tiny4412_misc）；
return 0;
}
static void __exit DS18B20_dev_exit（void）
{
/*雜項設備注銷*/
misc_deregister（&tiny4412_misc）；
}
module_init（DS18B20_dev_init）；
module_exit（DS18B20_dev_exit）；
MODULE_LICENSE（“GPL”）；
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