【摘要】 當前文章介紹如何在Linux系統下編寫一個DS18B20溫度傳感器驅動，測量環境溫度，并將DS18B20注冊成字符設備，通過文件接口將溫度數據傳遞給應用層。

　　1. 前言

　　當前文章介紹如何在Linux系統下編寫一個DS18B20溫度傳感器驅動，測量環境溫度，并將DS18B20注冊成字符設備，通過文件接口將溫度數據傳遞給應用層。

　　當前使用的開發板是友善之臂的Tiny4412開發板，CPU是三星的Exynos-4412，主頻是4核1.5GHZ，當前運行的Linux內核版本是3.5。使用的溫度傳感器是DS18B20，是一個數字溫度傳感器，非常經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：

　?。?）全數字溫度轉換及輸出。

　?。?）先進的單總線數據通信。

　?。?）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。

　?。?）可選擇寄生工作方式。

　?。?）檢測溫度范圍為-55° C ~+125° C （-67° F ~+257° F）

　?。?）內置 EEPROM，限溫報警功能。

　?。?）64 位光刻 ROM，內置產品序列號，方便多機掛接。

　?。?）多樣封裝形式，適應不同硬件系統。

　　DS18B20引腳功能

　　GND 電壓地

　　DQ 單數據總線

　　VDD 電源電壓

　　NC 空引腳

　　DS18B20讀取溫度的步驟：

　　發送復位信號-->

　　檢測回應信號--->

　　發送0xCC-->發送0x44->

　　發送復位信號->

　　檢測回應信號->

　　寫0xcc--->

　　寫0xbe--->

　　循環8次讀取溫度低字節--->

　　循環8次讀取溫度高字節---->

　　打印溫度信息

　　DS18B20溫度轉換示例：

　　u16 temp;

　　u8 TL,TH;

　　u16 intT,decT;               //溫度值的整數和小數部分

　　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;                //分離出溫度值整數部分

　　decT = temp & 0xF;              //分離出溫度值小數部分

　　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*/

　　#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

　　返回值：讀到的數據

　　*/

　　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 判斷-------讀數據-1就是1，否則就是0

　　dat|=0x80;   //先收低位數據--一步一步向低位移動》

　　}

　　return dat;

　　}

　　/*

　　寫一個字節到DS18B20

　　dat：要寫入的字節

　　*/

　　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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