数字温度传感器DS1621在Linux下的IIC接口驱动设计

　　IIC总线作为一种申行传输总线，其使用连线少，结构简单，是一种应用广泛的高性能总线方式。而Linux作为一个源代码公开、易于裁剪的操作系统，非常适合于嵌入式系统的应用。Linux操作系统下的嵌入式设备驱动，通过IIC总线，实现ARM与外围模块间的协同工作，有着广泛的应用。

　　1 IIC总线协议以及选用芯片功能

　　1.1 IIC总线的特点以及工作协议

　　IIC串行总线由两根信号线组成：一根双向传输的数据线SDA;另一根是时钟线SCL。IIC总线通过简单的结构即能实现半双工的同步数据传输。

　　IIC总线采用一主多从的运行机制，在同一时间只能有一台设备作为主设备，总线的运行由主设备控制，主设备控制数据的传送起始信号、发出时钟信号、从机地址信号、数据信号，由接收数据方在传送结束时发出应答信号，每个IIC总线上的设备都有一个唯一的地址，和主设备进行通信。

　　IIC总线时序如图1所示，在IIC总线使用过程中，传输开始和停止的条件如下：当SCL持续为“1”而SDA从“1”变为“0”时表示将要开始发送数据;而当SCL持续为“1”而SDA从“0”变为“1”表示停止发送数据。其中SDA线上的数据在时钟线SCL为“1”期间必须是稳定的，只有当SCL线上的时钟信号为低时数据线上的状态才能改变。

图1 IIC总线时序图

　　SDA线上的每个字节必须为8位，每次传输的字节数不限制，每发送1个字节都有1个ACK应答位。

　　1.2 选用ARM9芯片功能介绍

　　MCU采用某公司的S3C2440芯片，S3C2440A是某公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用，且集成了1个IIC总线控制器，能够方便的与带有IIC接口外设的通信。

　　1.3 数字温度传感器DS1621的芯片功能介绍

　　DS1621是DALLAS公司生产的一种功能强大的数字式温度传感器和恒温控制器。接口与IIC总线兼容，一片控制器控制可控制多达8片的DS1621，工作电压为2.7～5.5 V，适用于低功耗应用系统。

　　DS1621可作为恒温控制器单独使用，也可通过2线接口在ARM的控制下完成温度的测量及计算。可以通过寄存器设置调整。DS1621无需外围元件即可测量温度，结果以9位数字量(两字节)给出，测量范围为-55～+155℃，精度为0.5℃：典型转换时间为1 s。

　　2 电路结构设计

　　设计采用了S3C2440作为电路中的主设备，控制IIC总线上从器件，由主设备控制IIC总线上的时钟信号以及各种数据信号。采用2片DS16 21作为IIC总线上的从设备，由于DS1621具备IIC总线接口，可直接与S3C2440的SDA和SCL脚相接，通过对DS1621的A2、A1、A0脚(5、6、7脚)组合输入不同的片选信号，可以确定其在IIC总线下工作的从机地址。因为IIC从设备一般都是MOS工艺，所以总线都有上拉电阻。工作时，通过IIC总线将DS1621设置为温度传感器功能和逐次获取数据的工作方式，电路的原理图设计如图2所示。