采用Linux/Qtopia的車載溫度網(wǎng)絡(luò)采集

3 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)

　　本節(jié)將實(shí)現(xiàn)一線制溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動(dòng)模塊。驅(qū)動(dòng)從總體上看分為兩部分：驅(qū)動(dòng)與內(nèi)核接口層、硬件設(shè)備接口層。

3.1 驅(qū)動(dòng)與內(nèi)核接口層

　　驅(qū)動(dòng)與內(nèi)核接口層主要完成驅(qū)動(dòng)模塊在Linux內(nèi)核的注冊(cè)加載、卸載清除工作。這部分工作分別由初始化和退出函數(shù)完成。

　?、?初始化函數(shù)完成驅(qū)動(dòng)模塊加載：

static int __init DS18B20_init(void){
　　……
　　register_chrdev(DS18B20_MAJOR,DEVICE_NAME, DS18B20_fops);//完成設(shè)備注冊(cè)
　　#ifdefCONFIG_DEVFS_FS//創(chuàng)建設(shè)備文件系統(tǒng)
　　　　devfs_mk_cdev(MKDEV(DS18B20_MAJOR,0),S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP,DEVICE_NAME);
　　#endif
　　……
}

　　② 退出函數(shù)完成驅(qū)動(dòng)模塊卸載：

static void __exit DS18B20_exit(void) {
　　#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
　　　　devfs_remove(DEVICE_NAME);//移除設(shè)備文件
　　#endif
　　unregister_chrdev(DS18B20_MAJOR,DEVICE_NAME); //完成設(shè)備注銷
　　……
}

3.2 硬件設(shè)備接口層

　　硬件設(shè)備接口層用來描述驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備的交互。這些工作通過虛擬文件系統(tǒng)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的接口實(shí)現(xiàn)。這個(gè)接口由file_operation結(jié)構(gòu)定義，其結(jié)構(gòu)如下：

static struct file_operations DS18B20_fops ={
　　.owner=THIS_MODULE, //指向擁有該結(jié)構(gòu)的模塊，內(nèi)核使用該結(jié)構(gòu)維護(hù)模塊使用計(jì)數(shù)
　　.open=DS18B20_open, //打開設(shè)備函數(shù)
　　.read=DS18B20_read, //讀接口函數(shù)
　　.write=DS18B20_write,//寫接口函數(shù)
　　.fasync=DS18B20_fasync, //異步通知函數(shù)
　　.poll=DS18B20_poll,//poll函數(shù)
　　.release=DS18B20_release, //釋放設(shè)備函數(shù)
};

3.2.1 打開設(shè)備函數(shù)

　　打開設(shè)備函數(shù)主要完成設(shè)備的初始化。

DS18B20_open(struct inode *inode,struct file *filp) {
　　Initial_Timer( );//初始化定時(shí)器，使內(nèi)核模塊按一定周期讀溫度
　　Initial_Device_DS18B20();//初始化硬件
　　readtemperature();//開始讀取……
}
void readtemperature(void) {
　　……Temperature=DS18B20read();//讀取2個(gè)8位數(shù)據(jù)，此函數(shù)完成的硬件操作時(shí)序，由當(dāng)前讀通道號(hào)變量指定當(dāng)前通道
　　DS_SLOT_NO();//將本次讀通道號(hào)放入緩沖區(qū)
　　DS18B20Event();//數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，喚醒等待隊(duì)列并啟動(dòng)異步通知
　　if(ReleaseFlag)
　　CycleTimer_Delay_Soft(hdelay);//如果沒有讀停止信號(hào)，通過內(nèi)核定時(shí)器延時(shí)，進(jìn)行下一次讀，在中斷服務(wù)程序中再次啟動(dòng)讀
　　……
}

　　在使用內(nèi)核定時(shí)器之前需定義一個(gè)定時(shí)器結(jié)構(gòu)體 static struct timer_list CycleTimer。下面是定時(shí)器的具體操作：

static void Initial_Timer(void) {
　　init_timer(CycleTimer); );//初始化定時(shí)器結(jié)構(gòu)
　　CycleTimer.function=DS18B20_timer; //掛接定時(shí)中斷服務(wù)程序
}

3.2.2 讀接口函數(shù)

　　用戶程序執(zhí)行讀操作的時(shí)候可能沒有可以讀取的數(shù)據(jù)，此時(shí)需要讓read操作等待直到有數(shù)據(jù)可以讀取。在此采用等待隊(duì)列使進(jìn)程在無數(shù)據(jù)讀取時(shí)進(jìn)入等待，數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)喚醒。等待隊(duì)列設(shè)置成一個(gè)循環(huán)緩沖區(qū)，每放入一個(gè)新數(shù)據(jù)作為緩沖區(qū)的頭，存放時(shí)間最久還未被取走的數(shù)據(jù)為緩沖區(qū)的尾。

DS18B20_read( ) {
　　DECLARE_WAITQUEUE(wait,current);//聲明等待隊(duì)列……
Next_try:
　　if(DS18B20dev.head != DS18B20dev.tail) {//等待隊(duì)列不為空，即有數(shù)據(jù)
　　DS18B20_ret=Read_Buffer_DS18B20(); //取走緩沖區(qū)的尾
　　copy_to_user( ); //讀取的數(shù)據(jù)送到用戶空間
}
　　else { ……//等待隊(duì)列為空，即沒有數(shù)據(jù)
　　add_wait_queue(queue,wait);
　　current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;//添加等待隊(duì)列，聲明狀態(tài)為任務(wù)可中斷
　　while((DS18B20dev.head==DS18B20dev.tail)!signal_pending(current) {//進(jìn)入等待
　　schedule();
　　current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;
　　　　}//如果緩沖區(qū)為空,Linux內(nèi)核調(diào)度,等待通知
　　current>state = TASK_RUNNING;//得到有數(shù)據(jù)的通知，聲明任務(wù)狀態(tài)為運(yùn)行
　　remove_wait_queue(queue,wait);//刪除等待隊(duì)列
　　goto Next_try;//返回到讀取數(shù)據(jù)
　　}
}