Linux内核驱动实战：DS18B20温度传感器详解

本文将详细介绍如何在嵌入式Linux系统中编写DS18B20温度传感器的驱动程序。DS18B20是一种常用的数字温度传感器，要在Linux环境中有效使用，需要分为内核驱动和应用程序两部分进行开发。 首先，我们来理解内核驱动的构建。在Linux 2.6.32.2版本的内核源码中，驱动程序通常被组织在`drivers/char`目录下，因为DS18B20属于字符设备。字符设备驱动（char device driver）是处理串行通信或简单输入输出任务的驱动类型。创建一个名为`DS18B20.c`的驱动源文件，这个文件需要包含必要的头文件，如`linux/interrupt.h`、`linux/poll.h`等，这些头文件提供了中断处理、多路复用和用户空间交互等功能的基础。 在驱动源代码中，首先包含了基本的模块定义和内核接口，如`module.h`、`kernel.h`、`fs.h`等，它们用于声明模块结构、处理系统初始化和文件系统相关的功能。接着，引入了时钟控制、GPIO管理、中断处理、延迟、内存管理以及特定硬件平台相关的头文件，这些都是实现DS18B20与硬件交互所必需的。 代码中的`interrupt.h`用于处理中断事件，`poll.h`支持可中断读取，`configfs.h`和`miscdevice.h`允许用户配置和操作设备。`regs-timer.h`和`regs-gpio.h`用于访问特定平台的定时器和GPIO寄存器，`map.h`和`regs-irq.h`则是用于硬件地址映射和中断配置。`asm/io.h`用于低级I/O操作，`asm/system.h`和`regs-clock.h`提供系统级功能和时钟管理，`asm/irq.h`则处理中断处理函数。 `moduleparam.h`和`types.h`则允许在编译时设置模块参数，增加驱动的灵活性。在编写驱动的过程中，需要实现一些关键函数，如注册和注销设备、开启中断、处理中断、数据传输以及文件系统操作函数，如open(), read(), write()等。 应用程序部分则是用户通过文件系统接口来操作DS18B20，包括打开设备、读取温度数据等。用户通过调用这些文件操作函数，实现了与DS18B20传感器的数据交换。 嵌入式Linux下的DS18B20驱动编写涉及硬件抽象层的编写，中断管理，以及与用户空间通信的接口设计。这不仅需要熟悉Linux内核的架构，还要对硬件特性有深入理解。通过以上步骤，可以确保DS18B20在Linux系统中稳定可靠地工作，提供温度数据读取的功能。