2 電源監(jiān)測系統(tǒng)驅(qū)動程序設計

鑒于文中所述的超級終端系在Linux環(huán)境下運行，各個檢測環(huán)節(jié)的驅(qū)動程序和相關(guān)的實施策略、編寫方法亦多有特點，現(xiàn)詳細描述如下。

2.1 Linux驅(qū)動程序工作原理

在Linux內(nèi)核中，設備驅(qū)動程序是作為文件系統(tǒng)的一個模塊存在的，它對下負責與硬件設備的交互，對上通過一個通用的接口掛接到文件系統(tǒng)上，從而和系統(tǒng)的內(nèi)核等聯(lián)系起來。它是軟件概念和硬件設備間的一個抽象層。系統(tǒng)調(diào)用是內(nèi)核和應用程序之間的接口，而設備驅(qū)動程序則是內(nèi)核和外設之間的接口。

設備驅(qū)動程序為應用程序屏蔽了外設硬件的細節(jié)，從應用程序角度來看，對于外設的操作方法與普通文件一樣。設備驅(qū)動程序與系統(tǒng)外設關(guān)系如圖2所示。

圖2 Linux驅(qū)動程序與系統(tǒng)外設關(guān)系圖

2.2 字符設備

字符設備是Linux系統(tǒng)中最簡單的設備，可以像文件一樣訪問。當字符設備初始化的時候，其驅(qū)動程序向Linux核心登記，在chrdevs向量表中增加一個device_STruct數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)條目。這個設備的主設備標識符用作這個向量表的索引。一個設備的主設備標識符是固定的。chrdevs向量表中的device_struct數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括一個登記設備驅(qū)動程序名稱的指針和一個指向一組文件操作的指針。這組文件操作本身位于這個設備的字符設備驅(qū)動程序中，并處理一些特定任務。本電池監(jiān)測系統(tǒng)在Linux下的驅(qū)動程序就把外設視為字符設備，在驅(qū)動程序里實現(xiàn)了打開、讀、寫和關(guān)閉等操作。

2.3 電池監(jiān)測驅(qū)動實現(xiàn)策略

系統(tǒng)內(nèi)部，I/O設備的存取使通過一組固定的入口點來進行的。這組入口點由特定設備的設備驅(qū)動程序提供，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)file_operatiONs()中定義。該程序定義了一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為file_operations()的變量adc_fops。

2.3.1 adc_open函數(shù)

此函數(shù)打開并初始化設備以待I/O操作。adc_open()子程序必須對其做好必要的準備，如果設備是獨占的，adc_open()子程序必須設置一些標志以表示設備處于忙狀態(tài)。

2.3.2 adc_read函數(shù)

對AD轉(zhuǎn)換器設備文件進行讀操作時調(diào)用adc_read()子程序。電池監(jiān)測系統(tǒng)要求實時讀取外設監(jiān)測點的電壓值。因此，在adc_read()函數(shù)中實時觸發(fā)AD轉(zhuǎn)換器開始工作，并且利用程序輪詢方式讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。adc_read()函數(shù)內(nèi)容如下：