Linux驱动中的延时函数及其应用(linux驱动延时函数)

随着Linux操作系统的广泛应用，Linux驱动程序已成为许多系统集成和嵌入式设备的重要部分。在编写Linux驱动程序时，延时函数是一个非常重要的工具。本文将讨论Linux驱动中延迟函数的基本概念和它的应用。

什么是延时函数？

延时函数是一种使程序等待指定时间的技术。在Linux驱动中，延时函数是用来防止驱动程序过快地访问硬件，确保硬件操作不会出错。

Linux内核中常用的延时函数有两种：

1. udelay()

2. mdelay()

这两个函数的定义均在头文件“linux/delay.h”中。其中，udelay()函数用于微秒级别的延迟，而mdelay()函数则用于毫秒级别的延迟。

延时函数的原理

Linux内核中的延时函数使用的是定时器。具体来说，它们都使用了内核中的一个精度较高的定时器——jiffies计时器。

jiffies计时器是内核中用于计算时间、延时等操作的一个计时器。其计时单位为系统时钟周期，即一般为10毫秒。

当调用udelay()函数时，内核会计算出需要的延时时间所需要的jiffies数量，并在内核的定时器中注册一个回调函数，当定时器计时器到达所需时间后，回调函数会被调用并执行内核中需要执行的工作。在此期间，系统可以执行其他的操作。

对于mdelay()函数也是类似的，不同之处在于计算所需jiffies的数量时需要乘以1000。

延时函数的应用

在Linux驱动中，经常需要使用延时函数。因为访问外设时，需要等待一定时间以确保外设响应正确。

以LED驱动为例，在软件中控制LED亮起或熄灭时，需要提供一定的亮度和熄灭时间。如果没有这个时间，LED就会频繁闪烁，从而降低了其可用性。

在以下示例中，我们使用延时函数来实现LED的平滑亮灭效果。

“`c

#include

#include

#define LED_PIN 4

#define SLEEP_TIME 50 //50毫秒

int init_module(void) {

gpio_request(LED_PIN, “led”);

while (1) {

gpio_set_value(LED_PIN, 1);

mdelay(SLEEP_TIME);

gpio_set_value(LED_PIN, 0);

mdelay(SLEEP_TIME);

}

return 0;

}

void cleanup_module(void) {

gpio_free(LED_PIN);

}

“`

上述示例中，我们首先设置一个LED_PIN，然后在初始化模块时对GPIO进行请求。随后，在一个循环中，我们将LED_PIN设置为高电平（即点亮LED），延迟50毫秒，然后将LED_PIN设置为低电平（即关闭LED），并再次等待50毫秒。

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DS1337的驱动程序设计

对DS1337时钟信息的设置和读取，以及对闹钟的设置都需要编写软件来实现。本系统运行在Linux操作系统下，DS1337作为系统的一个硬件设备，系统对它的操作都是通过Linux操作系统内的驱动程序来完成的。

在Linux系统中，设备分为字符设备和块设大瞎备两种源态。DS1337属于字符设备，用户模式的程序对这类设备可以像对普通文件一样对它进行操作，因而字符设备类的驱动程序至少要实现Open()，Close()，Read()和Write()四个系统调用函数。这四个系统调用函数是内核数据结构file_operations内部各项的其中四项。另外，一个设备驱动程序还和两个数据结构有关，它们是inode结构和file结构。但直接相关的数据结构是file_operations。编写一个Linux系统驱动程序并对它进行测试主要有以下步骤：

(1)编写各个文件操作函数，即Open()，Close()，Read()，Write()等系统调用函数；

(2)声明file_operations结构，给结构成员赋值；

(3)编写初始化函数和清除函数，并用两个宏module_init和module_exit定义这两个函数；

(4)创建一个字符设备入口点，即使用mknod/dev/ds1337cxxx0命令来建立设备文件节点其中，c代表字符设备，如果是块设备，这个位置应该是b；参数xxx代表该设备的主设备号，0代表该设备的次设备号；

(5)编写测试应用程序；

(6)使用inodds1337.o命令加载驱动程序；

(7)运行测试程序对驱动程序进行测试；

(8)使用rmmodds1337.o命令卸载驱动程序；

实际上，在测试过程中，如果发现有问题，还要再修改各个文件操作函数，然后再从第1步重新开始上面的过程，直到最后形成最终的完善的驱动程序。

DS1337的IC总线上的数据传输速率在标准模式下是100Kbit，在高速模式下为400Kbit。对于IC总线上的START条件和STOP条件以及数据位的传输时序，由于在EP9315中没有更多的硬件控制电路，因此需要编程实现。需要注意的是，在IC总线上，数据的变化发生在SCL信号线为低电平的时刻；在SCL信号为高电平时，数据线SDA上的数据信号雹仿源应该保持稳定。START条件是在SCL信号为高电平时，SDA产生一个由高变低的电平变化，此后开始一个数据传输过程。

STOP条件是在SCL信号为高电平时，SDA产生一个由低变高的电平变化，并在之后的几个时钟周期总线被释放，变成“闲”状态。在Linux系统中，可以利用短延时函数udelay(unsignedlongusecs)来实现IC总线上的延时功能。具体的驱动程序在此不再给出。

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