S3C2440上ADC驅(qū)動(dòng)實(shí)例開(kāi)發(fā)講解
一、開(kāi)發(fā)環(huán)境
主 機(jī)：VMWare--Fedora 9
開(kāi)發(fā)板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4
編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2
二、硬件原理分析
S3C2440內(nèi)部ADC結(jié)構(gòu)圖
我們從上面的結(jié)構(gòu)圖和數(shù)據(jù)手冊(cè)可以知道，該ADC模塊總共有8個(gè)通道可以進(jìn)行模擬信號(hào)的輸入，分別是AIN0、AIN1、AIN2、AIN3、YM、YP、XM、XP。那么ADC是怎么實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換呢？首先模擬信號(hào)從任一通道輸入，然后設(shè)定寄存器中預(yù)分頻器的值來(lái)確定AD轉(zhuǎn)換器頻率，最后ADC將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)保存到ADC數(shù)據(jù)寄存器0中(ADCDAT0)，然后ADCDAT0中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)中斷或查詢的方式來(lái)訪問(wèn)。對(duì)于ADC的各寄存器的操作和注意事項(xiàng)請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)手冊(cè)。
上圖是mini2440上的ADC應(yīng)用實(shí)例，開(kāi)發(fā)板通過(guò)一個(gè)10K的電位器(可變電阻)來(lái)產(chǎn)生電壓模擬信號(hào)，然后通過(guò)第一個(gè)通道(即：AIN0)將模擬信號(hào)輸入ADC。
三、實(shí)現(xiàn)步驟
ADC設(shè)備在Linux中可以看做是簡(jiǎn)單的字符設(shè)備，也可以當(dāng)做是一混雜設(shè)備(misc設(shè)備)，這里我們就看做是misc設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)ADC的驅(qū)動(dòng)。注意：這里我們獲取AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)將采用中斷的方式，即當(dāng)AD轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生AD中斷，在中斷服務(wù)程序中來(lái)讀取ADCDAT0的第0-9位的值(即AD轉(zhuǎn)換后的值)。
1、建立驅(qū)動(dòng)程序文件my2440_adc.c，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的初始化和退出，代碼如下：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*定義了一個(gè)用來(lái)保存經(jīng)過(guò)虛擬映射后的內(nèi)存地址*/
staticvoid__iomem*adc_base;
/*保存從平臺(tái)時(shí)鐘隊(duì)列中獲取ADC的時(shí)鐘*/
staticstructclk*adc_clk;
/*申明并初始化一個(gè)信號(hào)量ADC_LOCK，對(duì)ADC資源進(jìn)行互斥訪問(wèn)*/
DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);
staticint__init adc_init(void)
{
intret;
/*從平臺(tái)時(shí)鐘隊(duì)列中獲取ADC的時(shí)鐘，這里為什么要取得這個(gè)時(shí)鐘，因?yàn)锳DC的轉(zhuǎn)換頻率跟時(shí)鐘有關(guān)。
系統(tǒng)的一些時(shí)鐘定義在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/
adc_clk=clk_get(NULL,"adc");
if(!adc_clk)
{
/*錯(cuò)誤處理*/
printk(KERN_ERR"failed to find adc clock sourcen");
return-ENOENT;
}
/*時(shí)鐘獲取后要使能后才可以使用，clk_enable定義在arch/arm/plat-s3c/clock.c中*/
clk_enable(adc_clk);
/*將ADC的IO端口占用的這段IO空間映射到內(nèi)存的虛擬地址，ioremap定義在io.h中。
注意：IO空間要映射后才能使用，以后對(duì)虛擬地址的操作就是對(duì)IO空間的操作,
S3C2410_PA_ADC是ADC控制器的基地址，定義在mach-s3c2410/include/mach/map.h中，0x20是虛擬地址長(zhǎng)度大小*/
adc_base=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
if(adc_base==NULL)
{
/*錯(cuò)誤處理*/
printk(KERN_ERR"Failed to remap register blockn");
ret=-EINVAL;
gotoerr_noclk;
}
/*把看ADC注冊(cè)成為misc設(shè)備，misc_register定義在miscdevice.h中
adc_miscdev結(jié)構(gòu)體定義及內(nèi)部接口函數(shù)在第②步中講,MISC_DYNAMIC_MINOR是次設(shè)備號(hào)，定義在miscdevice.h中*/
ret=misc_register(&adc_miscdev);
if(ret)
{
/*錯(cuò)誤處理*/
printk(KERN_ERR"cannot register miscdev on minor=%d (%d)n",MISC_DYNAMIC_MINOR,ret);
gotoerr_nomap;
}
printk(DEVICE_NAME" initialized!n");
return0;
//以下是上面錯(cuò)誤處理的跳轉(zhuǎn)點(diǎn)
err_noclk:
clk_disable(adc_clk);
clk_put(adc_clk);
err_nomap:
iounmap(adc_base);
returnret;
}
staticvoid__exit adc_exit(void)
{
free_irq(IRQ_ADC,1);/*釋放中斷*/
iounmap(adc_base);/*釋放虛擬地址映射空間*/
if(adc_clk)/*屏蔽和銷毀時(shí)鐘*/
{
clk_disable(adc_clk);
clk_put(adc_clk);
adc_clk=NULL;
}
misc_deregister(&adc_miscdev);/*注銷misc設(shè)備*/
}
/*導(dǎo)出信號(hào)量ADC_LOCK在觸摸屏驅(qū)動(dòng)中使用，因?yàn)橛|摸屏驅(qū)動(dòng)和ADC驅(qū)動(dòng)公用
相關(guān)的寄存器，為了不產(chǎn)生資源競(jìng)態(tài)，就用信號(hào)量來(lái)保證資源的互斥訪問(wèn)*/
EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK);
module_init(adc_init);
module_exit(adc_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Huang Gang");
MODULE_DESCRIPTION("My2440 ADC Driver");DE>
2、adc_miscdev結(jié)構(gòu)體定義及內(nèi)部各接口函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，代碼如下：
#include
/*設(shè)備名稱*/
#defineDEVICE_NAME"my2440_adc"
/*定義并初始化一個(gè)等待隊(duì)列adc_waitq，對(duì)ADC資源進(jìn)行阻塞訪問(wèn)*/
staticDECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(adc_waitq);
/*用于標(biāo)識(shí)AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是否可以讀取，0表示不可讀取*/
staticvolatileintev_adc=0;
/*用于保存讀取的AD轉(zhuǎn)換后的值，該值在ADC中斷中讀取*/
staticintadc_data;
/*misc設(shè)備結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)*/
staticstructmiscdevice adc_miscdev=
{
.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR,/*次設(shè)備號(hào)，定義在miscdevice.h中，為255*/
.name=DEVICE_NAME,/*設(shè)備名稱*/
.fops=&adc_fops,/*對(duì)ADC設(shè)備文件操作*/
};
/*字符設(shè)備的相關(guān)操作實(shí)現(xiàn)*/
staticstructfile_operations adc_fops=
{
.owner=THIS_MODULE,
.open=adc_open,
.read=adc_read,
.release=adc_release,
};
/*ADC設(shè)備驅(qū)動(dòng)的打開(kāi)接口函數(shù)*/
staticintadc_open(structinode*inode,structfile*file)
{
intret;
/*申請(qǐng)ADC中斷服務(wù)，這里使用的是共享中斷:IRQF_SHARED,為什么要使用共享中斷，因?yàn)樵谟|摸屏驅(qū)動(dòng)中
也使用了這個(gè)中斷號(hào)。中斷服務(wù)程序?yàn)?adc_irq在下面實(shí)現(xiàn)，IRQ_ADC是ADC的中斷號(hào)，這里注意：
申請(qǐng)中斷函數(shù)的最后一個(gè)參數(shù)一定不能為NULL，否則中斷申請(qǐng)會(huì)失敗，如果中斷服務(wù)程序中用不到這個(gè)
參數(shù)，就隨便給個(gè)值就好了，我這里就給個(gè)1*/
ret=request_irq(IRQ_ADC,adc_irq,IRQF_SHARED,DEVICE_NAME,1);
if(ret)
{
/*錯(cuò)誤處理*/
printk(KERN_ERR"IRQ%d error %dn",IRQ_ADC,ret);
return-EINVAL;
}
return0;
}
/*ADC中斷服務(wù)程序，該服務(wù)程序主要是從ADC數(shù)據(jù)寄存器中讀取AD轉(zhuǎn)換后的值*/
staticirqreturn_t adc_irq(intirq,void*dev_id)
{
/*保證了應(yīng)用程序讀取一次這里就讀取AD轉(zhuǎn)換的值一次，
避免應(yīng)用程序讀取一次后發(fā)生多次中斷多次讀取AD轉(zhuǎn)換值*/
if(!ev_adc)
{
/*讀取AD轉(zhuǎn)換后的值保存到全局變量adc_data中，S3C2410_ADCDAT0定義在regs-adc.h中，
這里為什么要與上一個(gè)0x3ff，很簡(jiǎn)單，因?yàn)锳D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)是保存在ADCDAT0的第0-9位，
所以與上0x3ff(即：1111111111)后就得到第0-9位的數(shù)據(jù)，多余的位就都為0*/
adc_data=readl(adc_base+S3C2410_ADCDAT0)&0x3ff;
/*將可讀標(biāo)識(shí)為1，并喚醒等待隊(duì)列*/
ev_adc=1;
wake_up_interruptible(&adc_waitq);
}
returnIRQ_HANDLED;
}
/*ADC設(shè)備驅(qū)動(dòng)的讀接口函數(shù)*/
staticssize_t adc_read(structfile*filp,char*buffer,size_tcount,loff_t*ppos)
{
/*試著獲取信號(hào)量(即：加鎖)*/
if(down_trylock(&ADC_LOCK))
{
return-EBUSY;
}
if(!ev_adc)/*表示還沒(méi)有AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，不可讀取*/
{
if(filp->f_flags&O_NONBLOCK)
{
/*應(yīng)用程序若采用非阻塞方式讀取則返回錯(cuò)誤*/
return-EAGAIN;
}
else/*以阻塞方式進(jìn)行讀取*/
{
/*設(shè)置ADC控制寄存器，開(kāi)啟AD轉(zhuǎn)換*/
start_adc();
/*使等待隊(duì)列進(jìn)入睡眠*/
wait_event_interruptible(adc_waitq,ev_adc);
}
}
/*能到這里就表示已有AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，則標(biāo)識(shí)清0，給下一次讀做判斷用*/
ev_adc=0;
/*將讀取到的AD轉(zhuǎn)換后的值發(fā)往到上層應(yīng)用程序*/
copy_to_user(buffer,(char*)&adc_data,sizeof(adc_data));
/*釋放獲取的信號(hào)量(即：解鎖)*/
up(&ADC_LOCK);
returnsizeof(adc_data);
}
/*設(shè)置ADC控制寄存器，開(kāi)啟AD轉(zhuǎn)換*/
staticvoidstart_adc(void)
{
unsignedinttmp;
tmp=(1<<14)|(255<<6)|(0<<3);/* 0 1 00000011 000 0 0 0 */
writel(tmp,adc_base+S3C2410_ADCCON);/*AD預(yù)分頻器使能、模擬輸入通道設(shè)為AIN0*/
tmp=readl(adc_base+S3C2410_ADCCON);
tmp=tmp|(1<<0);/* 0 1 00000011 000 0 0 1 */
writel(tmp,adc_base+S3C2410_ADCCON);/*AD轉(zhuǎn)換開(kāi)始*/
}
/*ADC設(shè)備驅(qū)動(dòng)的關(guān)閉接口函數(shù)*/
staticintadc_release(structinode*inode,structfile*filp)
{
return0;
}
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