Linux环境下DS18B20数字温度传感器驱动开发

本文主要介绍了如何在Linux系统下设计并驱动DS18B20数字温度传感器，这种传感器具有强大的抗干扰能力，适用于高精度温度测量。文章详细讲解了Linux设备驱动程序的基本概念，以及DS18B20的结构和工作原理。 1. Linux设备驱动程序概览 - 驱动程序在Linux内核中的角色是提供硬件抽象层，使得操作系统无需关心硬件细节。 - 驱动程序可以静态链接到内核或动态加载为模块。 - Linux中的设备分为字符设备、块设备和网络设备，DS18B20作为字符设备处理，因为其数据传输以位为单位。 2. DS18B20传感器介绍 - DS18B20是一种单总线温度传感器，提供高精度的温度测量。 - 它包含独特的64位ROM，用于唯一标识每个传感器，支持多点测量。 - 内部结构包括温度传感器、ROM、温度报警触发器和配置寄存器。 - 温度数据存储在9字节的暂存器中，配置寄存器允许用户设定转换精度。 3. 工作原理 - 温度测量值存储在暂存器的第0和第1字节，前4位表示温度符号，其余是二进制数值。 - TM位是配置寄存器的一部分，用于设置温度转换精度。 - 传感器通过单总线通信，主机按位与DS18B20交互，简化了硬件接口。 4. 驱动程序设计要点 - 设计驱动程序需要理解Linux字符设备驱动模型，包括设备注册、I/O控制、中断处理等。 - 在Linux中，需实现设备文件操作结构体，如read、write、ioctl等函数，以处理用户空间对设备的操作。 - 需要编写初始化和退出函数，以在系统启动和关闭时正确设置和释放资源。 5. 应用场景 - DS18B20适用于各种需要精确温度监控的场合，如工业自动化、环境监测、家用电器等。 - 由于其抗干扰性强，尤其适合在噪声环境中使用。 总结：基于Linux的DS18B20驱动程序设计是嵌入式系统中一项重要的任务，涉及到Linux内核编程、单总线通信协议和温度传感器的特性理解。通过这样的驱动程序，可以实现高效、准确的温度测量和管理。