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基于Linux的温度传感器DS18B20驱动程序设计
时间：2010-03-02 11:07:14 来源：中电网 作者： 引言
传统的模拟温度测量抗干扰能力差，放大电路零点漂移大，导致测量值误差大，难以达到所需精度。在实际应用中，采用抗干扰能力强的数字温度传感器是解决上述问题的有效办法。
DS18B20是Dallas公司生产的数字温度传感器，具有体积小、适用电压宽、经济灵活的特点。它内部使用了onboard专利技术，全部传感元件及转换电路集成在一个形如三极管的集成电路内。DS18B20有电源线、地线及数据线3根引脚线，工作电压范围为3～5.5 V，支持单总线接口。
准确的温度测量是很多嵌入式系统中重要的一点。在Linux操作系统下使用数字温度传感器DS18B20，不仅可以得到高精度的温度测量值，而且硬件简单可靠。
1Linux的设备驱动程序
在Linux中，驱动程序是内核的一部分，它屏蔽了硬件细节，是整个操作系统的基础。驱动程序与Linux内核结合有两种方式：在编译内核时，静态地链接进内核；在系统运行时，以模块加载的方式加载进内核。
驱动的对象是存储器和外设。Linux将存储器和外设分为3个基础类：字符设备、块设备、网络设备。字符设备是指必须以串行顺序依次进行访问的设备，不需要经过系统的快速缓冲；而块设备要经过系统的快速缓冲，可以任意顺序进行访问，以块为单位进行操作。字符设备和块设备并没有严格的界限，有些设备(如Flash)既可看作字符设备，也可作为块设备来访问。网络设备面向数据包的接收和发送而设计，并不对应于文件系统节点。内核与网络设备的通信方式完全不同于内核与字符设备、块设备的通信方式。
DS18B20是单总线温度传感器，主机只能以“位”为单位对其进行访问。因此，在Linux系统中，将DS18B20作为一种典型的字符设备来访问。
2 DS18B20的结构和工作原理
2.1DS18B20的内外结构
DS18B20的外部结构如图1所示。其中，VDD为电源输入端，DQ为数字信号输入／输出端，GND为电源地。
DS18B20内部结构主要包括4部分：64位光刻ROM、温度传感器、非易失的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器，如图2所示。
64位ROM中，在产品出厂前就被厂家通过光刻刻录好了64位序列号。该序列号可以看作是DS18B20的地址序列码，用来区分每一个DS18B20，从而更好地实现对现场温度的多点测量。