3.2 溫度傳感器驅動程序的設計

在Linux中，為實現模型抽象和統一操作接口，設備驅 動程序隱藏了設備的具體細節，向用戶提供了統一的設備接 口。Linux設備驅動運行于內核中，完成直接硬件操作、設 備管理等工作，并向用戶提供了統一的接口模型。Linux下 將設備分為字符、塊和網絡設備三類，同樣設備驅動也分為 字符驅動、塊設備驅動和網絡設備驅動。字符設備面向的設 備是流式設備，如鼠標、鍵盤等;塊設備面向的是需要隨 機存儲的設備，它主要包括硬盤、光驅等存儲設備;其中 DS18B20屬于字符設備。

在字符與塊設備中由一個主設備號和一個次設備號(minor number)標識驅動設備。主設備號用于標識設備類 型，次設備號用于識別同類設備序號。字符驅動程序通過 file_operaTIons結構的指針向用戶程序提供接口抽象。

其內核定義如下：

struct file_operaTIons

{

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

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

count); /*設備寫*/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); /*設備打 開*/

void (*release) (struct inode *inode，struct file *filp); /*設備 關閉*/

??????

};

在結構file_operations里，指出了設備驅動程序所提供的 入口點位置，分別是：

read讀操作，完成由應用設備向應用程序傳遞的數據。 write寫操作，完成由應用程序向設備發送的數據。 ioctl，進行讀、寫以外的其它命令操作。 open，打開設備準備進行I/O操作。 release，設備釋放操作。 每一個字符設備驅動由一個cdev結構體抽象，具體的驅動的實現由 file_operations實現，用戶程序通過dev_t代表設 備號查找到內核中的cdev，由cdev調用到file_operations，從 而調用到實際的硬件操作函數。

4 結論

本文以便攜式手持溫度測試儀為技術、應用背景，設計了一套具備溫度測量、數據記錄、LCD顯示以及網絡通信 功能的溫度測試設備。

由于便攜式手持溫度測試儀具有體積小、功耗低同時 又具備較高性能的要求，系統采用了ARM微控制器作為系 統的核心控制單元，并在平臺上移植了Linux操作系統以滿 足系統對聯網、存儲方面的需要。對比眾多的處理器，選用 了三星公司基于Cortex-A8 內核的 S5PC100處理器，圍繞核心電路設計了溫度采集，大容量存儲、人機交互、以及網絡 通訊等單元電路;在平臺電路的基礎上實現了Linux系統的 移植工作，并完成了這些設備接口電路的驅動移植工作; 在Linux系統下實現了DS18B20的驅動設計工作，并編寫了基 于液晶顯示的測試程序。經過實際測試，應用程序能夠在 Linux下采集DS18B20的溫度數據，并能夠實現在LCD上的顯示、存儲功能，存儲文件能夠通過網絡的NFS服務導出到PC 端，實現了課題設計的功能。