AD转换
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AD转换 一、开发环境 主 机：VMWare--Fedora 9 开发板：Mini2440--64MB Nand, Kernel:2.6.30.4 编译器：arm-linux-gcc-4.3.2 二、硬件原理分析 S3C2440内部ADC结构图
我们从上面的结构图和数据手册可以知道，该ADC模块总共有8个通道可以进行模拟信号的输入，分别是AIN0、AIN1、AIN2、AIN3、YM、YP、XM、XP。那么ADC是怎么实现模拟信号到数字信号的转换呢？首先模拟信号从任一通道输入，然后设定寄存器中预分频器的值来确定AD转换器频率，最后ADC将模拟信号转换为数字信号保存到ADC数据寄存器0中(ADCDAT0)，然后ADCDAT0中的数据可以通过中断或查询的方式来访问。对于ADC的各寄存器的操作和注意事项请参阅数据手册。
上图是mini2440上的ADC应用实例，开发板通过一个10K的电位器(可变电阻)来产生电压模拟信号，然后通过第一个通道(即：AIN0)将模拟信号输入ADC。 三、实现步骤 ADC设备在Linux中可以看做是简单的字符设备，也可以当做是一混杂设备(misc设备)，这里我们就看做是misc设备来实现ADC的驱动。注意：这里我们获取AD转换后的数据将采用中断的方式，即当AD转换完成后产生AD中断，在中断服务程序中来读取ADCDAT0的第0-9位的值(即AD转换后的值)。 1、建立驱动程序文件my2440_adc.c，实现驱动的初始化和退出，代码如下：
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include
/*定义了一个用来保存经过虚拟映射后的内存地址*/ static void __iomem *adc_base;
/*保存从平台时钟队列中获取ADC的时钟*/ static struct clk *adc_clk;
/*申明并初始化一个信号量ADC_LOCK，对ADC资源进行互斥访问*/ DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);
static int __init adc_init(void) { int ret;
/*从平台时钟队列中获取ADC的时钟，这里为什么要取得这个时钟，因为ADC的转换频率跟时钟有关。 系统的一些时钟定义在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/ adc_clk = clk_get(NULL, "adc"); if (!adc_clk) { /*错误处理*/ printk(KERN_ERR "failed to find adc clock source\n"); return -ENOENT; }
/*时钟获取后要使能后才可以使用，clk_enable定义在arch/arm/plat-s3c/clock.c中*/ clk_enable(adc_clk); /*将ADC的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址，ioremap定义在io.h中。 注意：IO空间要映射后才能使用，以后对虚拟地址的操作就是对IO空间的操作, S3C2410_PA_ADC是ADC控制器的基地址，定义在mach-s3c2410/include/mach/map.h中，0x20是虚拟地址长度大小*/ adc_base = ioremap(S3C2410_PA_ADC, 0x20); if (adc_base == NULL) { /*错误处理*/ printk(KERN_ERR "Failed to remap register block\n"); ret = -EINVAL; goto err_noclk; }
/*把看ADC注册成为misc设备，misc_register定义在miscdevice.h中 adc_miscdev结构体定义及内部接口函数在第②步中讲,MISC_DYNAMIC_MINOR是次设备号，定义在miscdevice.h中*/ ret = misc_register(&adc_miscdev); if (ret) { /*错误处理*/ printk(KERN_ERR "cannot register miscdev on minor=%d (%d)\n", MISC_DYNAMIC_MINOR, ret); goto err_nomap; }
printk(DEVICE_NAME " initialized!\n"); return 0; //以下是上面错误处理的跳转点 err_noclk: clk_disable(adc_clk); clk_put(adc_clk);
err_nomap: iounmap(adc_base);
return ret; }
static void __exit adc_exit(void) { free_irq(IRQ_ADC, 1); /*释放中断*/ iounmap(adc_base); /*释放虚拟地址映射空间*/ if (adc_clk) /*屏蔽和销毁时钟*/ { clk_disable(adc_clk); clk_put(adc_clk); adc_clk = NULL; }
misc_deregister(&adc_miscdev);/*注销misc设备*/ }
/*导出信号量ADC_LOCK在触摸屏驱动中使用，因为触摸屏驱动和ADC驱动公用 相关的寄存器，为了不产生资源竞态，就用信号量来保证资源的互斥访问*/ EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK);
module_init(adc_init); module_exit(adc_exit);
MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Huang Gang"); MODULE_DESCRIPTION("My2440 ADC Driver");
2、adc_miscdev结构体定义及内部各接口函数的实现，代码如下： #include
/*设备名称*/ #define DEVICE_NAME "my2440_adc"
/*定义并初始化一个等待队列adc_waitq，对ADC资源进行阻塞访问*/ static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(adc_waitq);
/*用于标识AD转换后的数据是否可以读取，0表示不可读取*/ static volatile int ev_adc = 0;
/*用于保存读取的AD转换后的值，该值在ADC中断中读取*/ static int adc_data;
/*misc设备结构体实现*/ static struct miscdevice adc_miscdev = { .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, /*次设备号，定义在miscdevice.h中，为255*/ .name = DEVICE_NAME, /*设备名称*/ .fops = &adc_fops, /*对ADC设备文件操作*/ }; /*字符设备的相关操作实现*/ static struct file_operations adc_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = adc_open, .read = adc_read, .release = adc_release, };
/*ADC设备驱动的打开接口函数*/ static int adc_open(struct inode *inode, struct file *file) { int ret;
/*申请ADC中断服务，这里使用的是共享中断:IRQF_SHARED,为什么要使用共享中断，因为在触摸屏驱动中 也使用了这个中断号。中断服务程序为:adc_irq在下面实现，IRQ_ADC是ADC的中断号，这里注意： 申请中断函数的最后一个参数一定不能为NULL，否则中断申请会失败，如果中断服务程序中用不到这个 参数，就随便给个值就好了，我这里就给个1*/ ret = request_irq(IRQ_ADC, adc_irq, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME, 1); if (ret) { /*错误处理*/ printk(KERN_ERR "IRQ%d error %d\n", IRQ_ADC, ret); return -EINVAL; }
return 0; }
/*ADC中断服务程序，该服务程序主要是从ADC数据寄存器中读取AD转换后的值*/ static irqreturn_t adc_irq(int irq, void *dev_id) { /*保证了应用程序读取一次这里就读取AD转换的值一次， 避免应用程序读取一次后发生多次中断多次读取AD转换值*/ if(!ev_adc) { /*读取AD转换后的值保存到全局变量adc_data中，S3C2410_ADCDAT0定义在regs-adc.h中， 这里为什么要与上一个0x3ff，很简单，因为AD转换后的数据是保存在ADCDAT0
