【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:
?。?)全數(shù)字溫度轉換及輸出,。
(2)先進的單總線數(shù)據(jù)通信,。
?。?)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,。
(5)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,。
(8)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
};
/*
核心結構體
*/
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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