S3C2440上ADC驅(qū)動實例開發(fā)講解
一、開發(fā)環(huán)境
主 機(jī)：VMWare--Fedora 9
開發(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)手冊可以知道，該ADC模塊總共有8個通道可以進(jìn)行模擬信號的輸入，分別是AIN0、AIN1、AIN2、AIN3、YM、YP、XM、XP。那么ADC是怎么實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換呢？首先模擬信號從任一通道輸入，然后設(shè)定寄存器中預(yù)分頻器的值來確定AD轉(zhuǎn)換器頻率，最后ADC將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號保存到ADC數(shù)據(jù)寄存器0中(ADCDAT0)，然后ADCDAT0中的數(shù)據(jù)可以通過中斷或查詢的方式來訪問。對于ADC的各寄存器的操作和注意事項請參閱數(shù)據(jù)手冊。
上圖是mini2440上的ADC應(yīng)用實例，開發(fā)板通過一個10K的電位器(可變電阻)來產(chǎn)生電壓模擬信號，然后通過第一個通道(即：AIN0)將模擬信號輸入ADC。
三、實現(xiàn)步驟
ADC設(shè)備在Linux中可以看做是簡單的字符設(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)備來實現(xiàn)ADC的驅(qū)動。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)程序中來讀取ADCDAT0的第0-9位的值(即AD轉(zhuǎn)換后的值)。
1、建立驅(qū)動程序文件my2440_adc.c，實現(xiàn)驅(qū)動的初始化和退出，代碼如下：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*定義了一個用來保存經(jīng)過虛擬映射后的內(nèi)存地址*/
staticvoid__iomem*adc_base;
/*保存從平臺時鐘隊列中獲取ADC的時鐘*/
staticstructclk*adc_clk;
/*申明并初始化一個信號量ADC_LOCK，對ADC資源進(jìn)行互斥訪問*/
DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);
staticint__init adc_init(void)
{
intret;
/*從平臺時鐘隊列中獲取ADC的時鐘，這里為什么要取得這個時鐘，因為ADC的轉(zhuǎn)換頻率跟時鐘有關(guān)。
系統(tǒng)的一些時鐘定義在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/
adc_clk=clk_get(NULL,"adc");
if(!adc_clk)
{
/*錯誤處理*/
printk(KERN_ERR"failed to find adc clock sourcen");
return-ENOENT;
}
/*時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，以后對虛擬地址的操作就是對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是虛擬地址長度大小*/
adc_base=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
if(adc_base==NULL)
{
/*錯誤處理*/
printk(KERN_ERR"Failed to remap register blockn");
ret=-EINVAL;
gotoerr_noclk;
}
/*把看ADC注冊成為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，定義在miscdevice.h中*/
ret=misc_register(&adc_miscdev);
if(ret)
{
/*錯誤處理*/
printk(KERN_ERR"cannot register miscdev on minor=%d (%d)n",MISC_DYNAMIC_MINOR,ret);
gotoerr_nomap;
}
printk(DEVICE_NAME" initialized!n");
return0;
//以下是上面錯誤處理的跳轉(zhuǎn)點
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)出信號量ADC_LOCK在觸摸屏驅(qū)動中使用，因為觸摸屏驅(qū)動和ADC驅(qū)動公用
相關(guān)的寄存器，為了不產(chǎn)生資源競態(tài)，就用信號量來保證資源的互斥訪問*/
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)的實現(xiàn)，代碼如下：
#include
/*設(shè)備名稱*/
#defineDEVICE_NAME"my2440_adc"
/*定義并初始化一個等待隊列adc_waitq，對ADC資源進(jìn)行阻塞訪問*/
staticDECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(adc_waitq);
/*用于標(biāo)識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)體實現(xiàn)*/
staticstructmiscdevice adc_miscdev=
{
.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR,/*次設(shè)備號，定義在miscdevice.h中，為255*/
.name=DEVICE_NAME,/*設(shè)備名稱*/
.fops=&adc_fops,/*對ADC設(shè)備文件操作*/
};
/*字符設(shè)備的相關(guān)操作實現(xiàn)*/
staticstructfile_operations adc_fops=
{
.owner=THIS_MODULE,
.open=adc_open,
.read=adc_read,
.release=adc_release,
};
/*ADC設(shè)備驅(qū)動的打開接口函數(shù)*/
staticintadc_open(structinode*inode,structfile*file)
{
intret;
/*申請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，因為在觸摸屏驅(qū)動中
也使用了這個中斷號。中斷服務(wù)程序為:adc_irq在下面實現(xiàn)，IRQ_ADC是ADC的中斷號，這里注意：
申請中斷函數(shù)的最后一個參數(shù)一定不能為NULL，否則中斷申請會失敗，如果中斷服務(wù)程序中用不到這個
參數(shù)，就隨便給個值就好了，我這里就給個1*/
ret=request_irq(IRQ_ADC,adc_irq,IRQF_SHARED,DEVICE_NAME,1);
if(ret)
{
/*錯誤處理*/
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0x3ff，很簡單，因為AD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)識為1，并喚醒等待隊列*/
ev_adc=1;
wake_up_interruptible(&adc_waitq);
}
returnIRQ_HANDLED;
}
/*ADC設(shè)備驅(qū)動的讀接口函數(shù)*/
staticssize_t adc_read(structfile*filp,char*buffer,size_tcount,loff_t*ppos)
{
/*試著獲取信號量(即：加鎖)*/
if(down_trylock(&ADC_LOCK))
{
return-EBUSY;
}
if(!ev_adc)/*表示還沒有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誤*/
return-EAGAIN;
}
else/*以阻塞方式進(jìn)行讀取*/
{
/*設(shè)置ADC控制寄存器，開啟AD轉(zhuǎn)換*/
start_adc();
/*使等待隊列進(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));
/*釋放獲取的信號量(即：解鎖)*/
up(&ADC_LOCK);
returnsizeof(adc_data);
}
/*設(shè)置ADC控制寄存器，開啟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)換開始*/
}
/*ADC設(shè)備驅(qū)動的關(guān)閉接口函數(shù)*/
staticintadc_release(structinode*inode,structfile*filp)
{
return0;
}
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