基于Linux内核的1-wair总线驱动(…

本文详细解读了DS18B20温度传感器的驱动代码实现,包括初始化、配置、读取温度等功能,适用于嵌入式系统的应用。

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                   驱动代码:ds18b20_drv

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#include
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#include

MODULE_LICENSE("GPL");

#define DS18B20_RESET   (0x10009)
#define DS18B20_REL     (0x10011)

#define SKIP_ROM    0xcc
#define COVERTT     0x44
#define READ_MEM    0xbe
#define WRITE_MEM   0x4e

#define NINE_BIT    0x1f
#define TEN_BIT     0x3f
#define ELE_BIT     0x5f
#define TWL_BIT     0x7f

#define TH  100
#define TL  0

#define TEMP_H  10000
#define TEMP_L  -10000

static unsigned long *gpio_con;
static unsigned long *gpio_dat;

static void gpio_cfg_out(unsigned char val)
{
    *gpio_con &= ~0xf;
    *gpio_con |= 0x1;
    if (val == 0) {
        *gpio_dat &= ~0x1;
    } else {
        *gpio_dat |= 0x1;
    }
}

static unsigned char gpio_cfg_in(void)
{
    *gpio_con &= ~0xf;
    return *gpio_dat & 0x1;
}


static void ds18b20_write8(unsigned char data)
{
    int i = 0;
    for (; i<8; i++) {
        if ((data & 0x1) == 1) {
            gpio_cfg_out(0);
            udelay(3);
            gpio_cfg_out(1);
            udelay(80);
        } else {
            gpio_cfg_out(0);
            udelay(80);
            gpio_cfg_out(1);
            udelay(3);
        }
        data >>= 1;
    }
}


static unsigned char ds18b20_read8(void)
{
    int i = 0;
    unsigned char bit;
    unsigned char data = 0;
   
    for (; i<8; i++) {
        gpio_cfg_out(0);
        udelay(2);
        gpio_cfg_out(1);
        udelay(5);
        bit = gpio_cfg_in();
        data |= (bit << i);
        udelay(5);
        gpio_cfg_out(1);
        udelay(60);
    }
    return data;
}


static void ds18b20_reset(void)
{
    unsigned char ret = 0;

    gpio_cfg_out(0);
    udelay(500);
    gpio_cfg_out(1);
    udelay(30);
    ret = gpio_cfg_in();
    udelay(500);
#if 0
    if (ret == 0) {
        printk("reset ok.\n");
    } else {
        printk("reset failed.\n");
    }
#endif
}

static void ds18b20_config_rel(unsigned char rel)
{
    ds18b20_reset();
    ds18b20_write8(SKIP_ROM);
    ds18b20_write8(WRITE_MEM);
    ds18b20_write8(TH);
    ds18b20_write8(TL);

    switch (rel) {
        case 9:
            ds18b20_write8(NINE_BIT);
            break;
        case 10:
            ds18b20_write8(TEN_BIT);
            break;
        case 11:
            ds18b20_write8(ELE_BIT);
            break;
        case 12:
            ds18b20_write8(TWL_BIT);
            break;
    }
}

static int ds18b20_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;
}

static int ds18b20_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return 0;
}

void bubbleSort(int arr[], int count)
{
    int i = count, j;
    int temp;

    while (i > 0) {
        for (j=0; i
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
        i--;
    }
}

static ssize_t ds18b20_read(struct file *file, char *buf, size_t count, loff_t *pos)
{
    unsigned char h8, l8;
    int i, temp = 0, tvalsum;
    int value[12];

    ds18b20_reset();
    ds18b20_write8(SKIP_ROM);
    ds18b20_write8(COVERTT);
    udelay(700);

    mdelay(750);

    for (i=0; i<12; ++i) {
        ds18b20_reset();
        ds18b20_write8(SKIP_ROM);
        ds18b20_write8(READ_MEM);

        l8 = ds18b20_read8();
        h8 = ds18b20_read8();

        temp = (h8 << 8) | l8;
        if (temp & 0x8000) {
            temp = ~temp + 1;
        }
        temp *= 50;
        temp >>= 3;
        if ((temp > TEMP_H) || (temp < TEMP_L)) {
            --i;
            temp = 0;
            continue;
        }
        value[i] = temp;
    }

    bubbleSort(value, 12);

    for (i=4, tvalsum=0; i<8; ++i) {
        tvalsum += value[i];
    }

    temp = (tvalsum) / 4;
    if(copy_to_user(buf, &temp, 4))
  return -EFAULT;
 return count;
}

static int ds18b20_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
    unsigned char rel;
    if(copy_from_user(&rel, (unsigned char *)arg, 1))
  return -EFAULT;

    switch (cmd) {
        case DS18B20_RESET:
            ds18b20_reset();
            break;
        case DS18B20_REL:
            ds18b20_config_rel(rel);
            break;
        default:
            return -1;
    }

    return 0;
}

static struct file_operations ds18b20_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open  = ds18b20_open,
    .release = ds18b20_release,
    .read  = ds18b20_read,
    .unlocked_ioctl = ds18b20_ioctl,
};

static struct miscdevice ds18b20_miscdev = {
    .minor  = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .name   = "ds18b20",
    .fops   = &ds18b20_fops,
};

static int ds18b20_init(void)
{
    misc_register(&ds18b20_miscdev);

    gpio_con = ioremap(0xe0200c20, 8);
    gpio_dat = gpio_con + 1;

    return 0;
}

static void ds18b20_exit(void)
{
    iounmap(gpio_con);
    misc_deregister(&ds18b20_miscdev);
}

module_init(ds18b20_init);
module_exit(ds18b20_exit);

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                   Makefile文件

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ifeq ($(KERNELRELEASE),)

KERNELDIR ?= /home/linux/linux-3.0.8/
PWD := $(shell pwd)

modules:
 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

modules_install:
 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install

test:test.c


clean:
 rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions Module* module* test

.PHONY: modules modules_install clean

else
    obj-m := ds18b20_drv.o
endif

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                   测试代码:test

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#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include


#define DS18B20_RESET 0x10001
#define DS18B20_REL   0x10002


int main(int argc, char *argv[])
{
 int fd;
 int data;
 unsigned char relbit;
 
 fd = open("/dev/ds18b20", O_RDWR);
 if (fd < 0)
 {
  printf("open ds18b20 failed.\n");
  exit(-1);
 }
 if (argc < 2)
 {
  printf("usage:\n %s <9|10|11|12>\n", argv[0]);
  exit(-1);
 }
 relbit = strtoul(argv[1], NULL, 10);
 while (1) {
  ioctl(fd, DS18B20_REL, &relbit);
  read(fd, &data, sizeof(data));
  usleep(200000);
  printf("%f\n", (float)data / 100);
 }
 close(fd);
 return 0;
}



 

基于实时迭代的数值鲁棒NMPC双模稳定预测模型(Matlab代码实现)内容概要:本文介绍了基于实时迭代的数值鲁棒非线性模型预测控制(NMPC)双模稳定预测模型的研究与Matlab代码实现,重点在于提升系统在存在不确定性与扰动情况下的控制性能与稳定性。该模型结合实时迭代优化机制,增强了传统NMPC的数值鲁棒性,并通过双模控制策略兼顾动态响应与稳态精度,适用于复杂非线性系统的预测控制问题。文中还列举了多个相关技术方向的应用案例,涵盖电力系统、路径规划、信号处理、机器学习等多个领域,展示了该方法的广泛适用性与工程价值。; 适合人群:具备一定控制理论基础和Matlab编程能力,从事自动化、电气工程、智能制造、机器人控制等领域研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①应用于非线性系统的高性能预测控制设计,如电力系统调度、无人机控制、机器人轨迹跟踪等;②解决存在模型不确定性、外部扰动下的系统稳定控制问题;③通过Matlab仿真验证控制算法的有效性与鲁棒性,支撑科研论文复现与工程原型开发。; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行实践,重点关注NMPC的实时迭代机制与双模切换逻辑的设计细节,同时参考文中列举的相关研究方向拓展应用场景,强化对数值鲁棒性与系统稳定性之间平衡的理解。
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