前言

在嵌入式開發(fā)中，ADC應(yīng)用比較頻繁，本文主要講解ADC的基本原理以及如何編寫基于ARM的裸機(jī)程序和基于Linux的驅(qū)動(dòng)程序。

ARM架構(gòu)：Cortex-A9 Linux內(nèi)核：3.14

在講述ADC之前，我們需要先了解什么是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。

模擬信號(hào)

主要是與離散的數(shù)字信號(hào)相對(duì)的連續(xù)的信號(hào)。模擬信號(hào)分布于自然界的各個(gè)角落，如每天溫度的變化，而數(shù)字信號(hào)是人為的抽象出來(lái)的在時(shí)間上不連續(xù)的信號(hào)。電學(xué)上的模擬信號(hào)是主要是指幅度和相位都連續(xù)的電信號(hào)，此信號(hào)可以被模擬電路進(jìn)行各種運(yùn)算，如放大，相加，相乘等。

模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量表示的信息，其信號(hào)的幅度，或頻率，或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化，如目前廣播的聲音信號(hào)，或圖像信號(hào)等。

如下圖所示從上到下一次是正弦波、 調(diào)幅波、 阻尼震蕩波、 指數(shù)衰減波 。

數(shù)字信號(hào)

數(shù)字信號(hào)指幅度的取值是離散的，幅值表示被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi)。二進(jìn)制碼就是一種數(shù)字信號(hào)。二進(jìn)制碼受噪聲的影響小，易于有數(shù)字電路進(jìn)行處理，所以得到了廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字信號(hào)：高清數(shù)字電視，MP3，JPG，PNG文件等等。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 抗干擾能力強(qiáng)、無(wú)噪聲積累

在模擬通信中，為了提高信噪比，需要在信號(hào)傳輸過程中及時(shí)對(duì)衰減的傳輸信號(hào)進(jìn)行放大，信號(hào)在傳輸過程中不可避免地疊加上的噪聲也被同時(shí)放大。

隨著傳輸距離的增加，噪聲累積越來(lái)越多，以致使傳輸質(zhì)量嚴(yán)重惡化。

對(duì)于數(shù)字通信，由于數(shù)字信號(hào)的幅值為有限個(gè)離散值(通常取兩個(gè)幅值)，在傳輸過程中雖然也受到噪聲的干擾，但當(dāng)信噪比惡化到一定程度時(shí)，

即在適當(dāng)?shù)木嚯x采用判決再生的方法，再生成沒有噪聲干擾的和原發(fā)送端一樣的數(shù)字信號(hào)，所以可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高質(zhì)量的傳輸。

2. 便于加密處理

信息傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄栽絹?lái)越重要，數(shù)字通信的加密處理的比模擬通信容易得多，以話音信號(hào)為例，經(jīng)過數(shù)字變換后的信號(hào)可用簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯運(yùn)算進(jìn)行加密、解密處理。

3. 便于存儲(chǔ)、處理和交換

數(shù)字通信的信號(hào)形式和計(jì)算機(jī)所用信號(hào)一致，都是二進(jìn)制代碼，因此便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也便于用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和交換，

可使通信網(wǎng)的管理、維護(hù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。

4. 設(shè)備便于集成化、微型

數(shù)字通信采用時(shí)分多路復(fù)用，不需要體積較大的濾波器。設(shè)備中大部分電路是數(shù)字電路，可用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)，因此體積小、功耗低。

5. 便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

采用數(shù)字傳輸方式，可以通過程控?cái)?shù)字交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)字交換，以實(shí)現(xiàn)傳輸和交換的綜合。

另外，電話業(yè)務(wù)和各種非話業(yè)務(wù)都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。

6. 占用信道頻帶較寬

一路模擬電話的頻帶為4kHz帶寬，一路數(shù)字電話約占64kHz，這是模擬通信目前仍有生命力的主要原因。隨著寬頻帶信道(光纜、數(shù)字微波)的大量利用(一對(duì)光纜可開通幾千路電話)以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展(可將一路數(shù)字電話的數(shù)碼率由64kb/s壓縮到32kb/s甚至更低的數(shù)碼率)，數(shù)字電話的帶寬問題已不是主要問題了。

常用的數(shù)字信號(hào)編碼有不歸零（NRZ）編碼、 曼徹斯特（Manchester）編碼和差分曼徹斯特（Differential Manchester）編碼。

數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)化

模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)之間可以相互轉(zhuǎn)換：模擬信號(hào)一般通過PCM脈碼調(diào)制(Pulse Code Modulation)方法量化為數(shù)字信號(hào)，

即讓模擬信號(hào)的不同幅度分別對(duì)應(yīng)不同的二進(jìn)制值，例如采用8位編碼可將模擬信號(hào)量化為2^8=256個(gè)量級(jí)，實(shí)用中常采取24位或30位編碼；

數(shù)字信號(hào)一般通過對(duì)載波進(jìn)行移相(Phase Shift)的方法轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)與城域網(wǎng)中均使用二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，

目前在計(jì)算機(jī)廣域網(wǎng)中實(shí)際傳送的則既有二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，也有由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換而得的模擬信號(hào)。但是更具應(yīng)用發(fā)展前景的是數(shù)字信號(hào)。

PCM脈沖編碼調(diào)制

脈沖編碼調(diào)制就是把一個(gè)時(shí)間連續(xù)，取值連續(xù)的模擬信號(hào)變換成時(shí)間離散，取值離散的數(shù)字信號(hào)后在信道中傳輸。

脈沖編碼調(diào)制就是對(duì)模擬信號(hào)先抽樣，再對(duì)樣值幅度量化， 編碼的過程。

抽樣：

就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行周期性掃描，把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)。

該模擬信號(hào)經(jīng)過抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號(hào)中所有信息，也就是說(shuō)能無(wú)失真的恢復(fù)原模擬信號(hào)。

量化：

就是把經(jīng)過抽樣得到的瞬時(shí)值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬時(shí)抽樣值用最接近的電平值來(lái)表示,通常是用二進(jìn)制表示。

編碼：

就是用一組二進(jìn)制碼組來(lái)表示每一個(gè)有固定電平的量化值。然而，實(shí)際上量化是在編碼過程中同時(shí)完成的，故編碼過程也稱為模/數(shù)變換，可記作A/D。

ADC

ADC，Analog-to-Digital Converter的縮寫，指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模數(shù)轉(zhuǎn)換器。是指將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。真實(shí)世界的模擬信號(hào)，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉(zhuǎn)換成更容易儲(chǔ)存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，在各種不同的產(chǎn)品中都可以找到它的身影。

ADC最早用于對(duì)無(wú)線信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換。如電視信號(hào)，長(zhǎng)短播電臺(tái)發(fā)接收等。

與之相對(duì)應(yīng)的DAC，Digital-to-Analog Converter，它是ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換的逆向過程。

現(xiàn)在市場(chǎng)上的電子產(chǎn)品都集成了傳感器，傳感器要采集數(shù)據(jù)，他的內(nèi)部結(jié)構(gòu)里就一定要用到ADC，常見的傳感器如下：

   溫濕度：溫度傳感器，DHT11
    聲音：音頻芯片進(jìn)行錄音，WM8906
    圖像：索尼IMX386/IMX283傳感器

Exynos4412 A/D轉(zhuǎn)換器

三星的Exynos4412模塊結(jié)構(gòu)圖如下所示：

Adc控制器集成在exynos4412 soc中，控制器內(nèi)部有一根中斷線連接到中斷控制器combiner，然后路由到GIC（Generic Interrupt Controller），滑動(dòng)變阻器連接到adc控制器的通道3。

ADC控制器

   參考《Exynos 4412 SCP》 的datasheet。

  ADC控制器是10位或12位CMOS再循環(huán)式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，它具有10個(gè)通道輸入，并可將模擬量轉(zhuǎn)換至10位或12位二進(jìn)制數(shù)。5Mhz A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，最大1Msps的轉(zhuǎn)換速度。A/D轉(zhuǎn)換具備片上采樣保持功能，同時(shí)也支持待機(jī)工作模式。

ADC接口包括如下特性。

1. 10bit/12bit輸出位可選。

2. 微分誤差  1.0LSB。
   

3. 積分誤差  2.0LSB。
   

4. 最大轉(zhuǎn)換速率5Msps.
   

5. 功耗少，電壓輸入1.8V。
   

6. 電壓輸入范圍 0~1.8V。
   

7. 支持偏上樣本保持功能。
   

8. 通用轉(zhuǎn)換模式。
   

模塊圖

4412 A/D轉(zhuǎn)換器的控制器接口框圖如下：

原理我們并不需要關(guān)注，知道即可。

通道選擇

由上圖可知，A/D控制器一共有4個(gè)通道，通用寄存器地址為0x126c0000。

A/D控制器寄存器

對(duì)ADC控制器的操作主要是通過配置寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，查看datasheet，必須掌握寄存器的使用。以下是A/D控制器寄存器匯總。

1、A/D控制寄存器ADCCON

• RES         : 選擇A/D轉(zhuǎn)換精度，0：劃分成1024份  1：劃分成4096份
  

• ECFLG   ：轉(zhuǎn)換是否結(jié)束  0：轉(zhuǎn)換中  1：轉(zhuǎn)換完畢；對(duì)于輪詢模式需要根據(jù)該位判斷數(shù)據(jù)是否轉(zhuǎn)換完畢。

• PRSCEN：A/D轉(zhuǎn)換預(yù)分頻是否使能

• PRSCVL：預(yù)分頻的值，轉(zhuǎn)換公式見下面

• STANDBY：待機(jī)模式  0：正常工作模式 1：待機(jī)模式。處于待機(jī)模式時(shí)要將PRSCEN設(shè)置為0

• READ_START: A/D轉(zhuǎn)換由讀操作觸發(fā)，設(shè)置為1后，每次讀取A/D值的操作都會(huì)觸發(fā)一次A/D轉(zhuǎn)換。

• ENABLE_START: 單次開啟A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢后該位自動(dòng)清零，當(dāng)READ_START設(shè)置為1的時(shí)候，該位無(wú)效。

通常設(shè)置值為(1 << 16 | 1 << 14 | 99 <<6 | 1 << 1)。

2、A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)寄存器ADCDAT0

注意該寄存器的值只有低12位有效。

3、A/D清中斷寄存器CLRINTADC

黃色部分可知，中斷例程負(fù)責(zé)清中斷，中斷結(jié)束后寫入任意值就可以清中斷。

4、A/D通道選擇寄存器ADCMUX

每次操作都要先設(shè)置通道，因?yàn)?4個(gè)通道是共用同一套寄存器，如果有其他任務(wù)也在使用A/D，就會(huì)產(chǎn)生混亂。在此我們選擇通道3，置3即可。

5、ADC中斷ID

參見9.2.2GIC Interrupt Table

由此可知，ADC中斷號(hào)對(duì)應(yīng)的SPI值是10，inturrupt ID 為42。對(duì)于終端查詢方式和編寫終端的驅(qū)動(dòng)需要知道SPI id和inturrupt ID，后面講解基于Linux驅(qū)動(dòng)還會(huì)再分析設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)如何填寫。

6、Combiner中斷控制器

combiner的配置寄存器：IMSRn、IECRn、ISERn、ISTRn，類似于GPIO 對(duì)中斷源分組。只有中斷模式才需要考慮combiner中斷控制器的操作。

7、Combiner分組

參考章節(jié)：10.2.1Interrupt Combiner Table 10-1Interrupt Groups of Interrupt Combiner

可見ADC在INTG10，即第10組。

8、Combiner IESR2

參考章節(jié)：10.4.2.9IESR2

如果要用中斷模式設(shè)置為1即可。

9、Combiner IECR2

參考章節(jié)：10.4.2.10IECR2

此處用于關(guān)閉中斷，采用默認(rèn)值即可，注意，如果設(shè)置了1，那么中斷功能就關(guān)閉了。

10、A/D轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換時(shí)間計(jì)算

例如：PCLK為100MHz,PRESCALER = 65 ;所有10位轉(zhuǎn)換時(shí)間為

100MHz/(99+1) = 1MHz

轉(zhuǎn)化時(shí)間為1/(1MHz/5 cycles) = 5us。

完成一次A/D轉(zhuǎn)換需要5個(gè)時(shí)鐘周期。A/D轉(zhuǎn)換器的最大工作時(shí)鐘為5MHz,所以最大采樣率可以達(dá)到1Mit/s.

電路連接圖

由該電路圖可知，外設(shè)是一個(gè)滑動(dòng)變阻器，根據(jù)接觸點(diǎn)的不同，會(huì)導(dǎo)致輸入電壓的模擬值不同。連接的A/D控制器通道為3。該電路利用一個(gè)電位計(jì)輸出電壓到4412的AIN3管腳。輸入的電壓范圍為0~1.8V。

ADC裸機(jī)開發(fā)程序?qū)嵗?/h1>

ADC數(shù)據(jù)的讀取通常由2種方法：中斷模式、輪訓(xùn)模式。

輪訓(xùn)模式

輪詢模式讀取數(shù)據(jù)步驟如下:

• 1.要讀取數(shù)據(jù)首先向ADC寄存器ADCCON的bit：1寫1，發(fā)送轉(zhuǎn)換命令，采用讀-啟動(dòng)模式來(lái)開啟轉(zhuǎn)換。
• 2.當(dāng)ADC控制器轉(zhuǎn)換完畢會(huì)將ADCCON的bit：15設(shè)置為1，
• 3.輪詢檢測(cè)ADCCON的bit：15是否設(shè)置為1，如果設(shè)置為1，就讀走數(shù)據(jù)，否則繼續(xù)等待。

這種方式比較占用CPU資源。

//注：這里使用讀-啟動(dòng)模式

/***********************ADC ******************/
#define   ADC_CFG  __REG(0x10010118)
#define  ADCCON  __REG(0x126C0000)
#define  ADCDLY  __REG(0x126C0008)
#define  ADCDAT  __REG(0x126C000C)
#define  CLRINTADC __REG(0x126C0018)
#define  ADCMUX  __REG(0x126C001C)

#include "exynos_4412.h"
#include "pwm.h"
#include "uart.h"

unsigned char table[10] = {'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};

void mydelay_ms(int time)
{
  int i, j;

  while(time--)
  {
    for (i = 0; i < 5; i++)
    for (j = 0; j < 514; j++);
  }
}

adc_init(int temp)
{
  ADCCON = (1 << 16 | 1 << 14 | 99 <<6 | 1 << 1);
  ADCMUX = 3;
  temp = ADCDAT & 0xfff;
}

/*
 *  裸機(jī)代碼，不同于LINUX 應(yīng)用層， 一定加循環(huán)控制
 */

int main (void)
{
  unsigned char bit4,bit3,bit2,bit1;
  unsigned int temp = 0;
  
  uart_init();
  adc_init(temp);
  puts("開始轉(zhuǎn)換\n");

  while(1)
  {
    while(!(ADCCON & 0x8000));
    temp = ADCDAT & 0xfff;
    printf("U = %d\n",temp);
    temp = 1.8 * 1000 * temp/0xfff;
    bit4 = temp /1000;
    putc(table[bit4]);
    bit3 = (temp % 1000)/100?;
    putc(table[bit3]);
    bit2 = ((temp % 1000)%100)/10;
    putc(table[bit2]);
    bit1 = ((temp % 1000)%100)%10;
    putc(table[bit1]);
    puts("mV");
    putc('\n');
    mydelay_ms(1000);
  }
  return 0;
}

中斷模式

中斷模式讀取數(shù)據(jù)步驟如下:

• 1.要讀取數(shù)據(jù)首先向ADC寄存器ADCCON的bit：0寫1，發(fā)送轉(zhuǎn)換命令;
• 2.當(dāng)ADC控制器轉(zhuǎn)換完畢會(huì)通過中斷線向CPU發(fā)送中斷信號(hào);
• 3.在中斷處理函數(shù)中，讀走數(shù)據(jù)，并清中斷.

注：中斷對(duì)應(yīng)寄存器的設(shè)置，后續(xù)會(huì)更新對(duì)應(yīng)的文檔。

void do_irq(void)
{
       int irq_num;

       irq_num = CPU0.ICCIAR &0x3ff;
       switch(irq_num)
       {
         case 42:
              adc_num = ADCDAT&0xfff;
              printf("adc = %d\n",adc_num);
              CLRINTADC = 0;
       //    IECR2 = IECR2 | (1 << 19);               打開的話只能讀取一次，
              //42/32
              ICDICPR.ICDICPR1 = ICDICPR.ICDICPR1 | (1 << 10);【清GIC中斷標(biāo)志位類似于 ICDISER】
              break;
       }
       CPU0.ICCEOIR = CPU0.ICCEOIR & (~0x3ff) | irq_num;
}
void adc_init(void)
{    //12bit   使能分頻       分頻值                 手動(dòng)
       ADCCON = (1 << 16) | (1 << 14) | (0xff << 6) | (1 << 0);
       ADCMUX = 3;
}
void adcint_init(void)
{
       IESR2 = IESR2 | (1 << 19);
       ICDDCR = 1;    //使能分配器
       //42/32
       ICDISER.ICDISER1 = ICDISER.ICDISER1 | (1 << 10);//使能相應(yīng)中斷到分配器
       ICDIPTR.ICDIPTR10 = ICDIPTR.ICDIPTR10 &(~(0xff << 16)) | (0x1 << 16);//發(fā)送到相應(yīng)CPU接口
       CPU0.ICCPMR = 255;//設(shè)置中斷屏蔽優(yōu)先級(jí)
       CPU0.ICCICR = 1;  //全局使能開關(guān)
}
int main (void)
{ 
  adc_init();
       adcint_init();
       while(1)
       {
              ADCCON = ADCCON | 1;
              delay_ms(1000);
       }
   return 0;
}

基于Linux驅(qū)動(dòng)編寫

設(shè)備樹

編寫基于Linux的ADC外設(shè)驅(qū)動(dòng)，首先需要編寫設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)信息，在裸機(jī)程序中，我們只用到了寄存器地址，而編寫基于Linux的驅(qū)動(dòng)，我們需要用到中斷功能。所以編寫設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)需要知道ADC要用到的硬件資源主要包括：寄存器資源和中斷資源。

關(guān)于中斷的使用我們?cè)诤罄m(xù)文章中會(huì)繼續(xù)分析，現(xiàn)在我們只需要知道中斷信息如何填寫即可。

ADC寄存器信息填寫

由上可知，寄存器基地址為0x126c0000,其他寄存器只需要根據(jù)基地址做偏移即可獲取，所以設(shè)備樹的reg屬性信息如下：

    reg = <0x126C0000 0x20>;

ADC中斷信息填寫

描述中斷連接需要四個(gè)屬性：

父節(jié)點(diǎn)提供以下信息

interrupt-controller - 一個(gè)空的屬性定義該節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)接收中斷信號(hào)的設(shè)備。
interrupt-cells      - 這是一個(gè)中斷控制器節(jié)點(diǎn)的屬性。它聲明了該中斷控制器的
中斷指示符中【interrupts】 cell 的個(gè)數(shù)（類似于 #address-cells 和 #size-cells）。

子節(jié)點(diǎn)描述信息

interrupt-parent - 這是一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的屬性，包含一個(gè)指向該設(shè)備連接的中斷控制器的 
phandle。那些沒有 interrupt-parent 的節(jié)點(diǎn)則從它們的父節(jié)點(diǎn)中繼承該屬性。
iterrupts       - 一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)屬性，包含一個(gè)中斷指示符的列表，對(duì)應(yīng)于該設(shè)備上的
每個(gè)中斷輸出信號(hào)?！驹O(shè)備的中斷信息放在該屬性中】

父節(jié)點(diǎn)

首先我們必須知道ADC控制器的中斷線的父節(jié)點(diǎn)：

由上圖可知ADC控制器位于soc內(nèi)，4個(gè)ADC通道公用一根中斷線，該中斷線連接在combiner上，所以我們需要查找到combiner這個(gè)父節(jié)點(diǎn)的說(shuō)明：

進(jìn)入設(shè)備樹文件所在目錄：arch\arm\boot\dts

grep combiner *.* -n

經(jīng)過篩選得到以下信息:

因?yàn)槲覀兪褂玫陌遄邮莈xynos4412，而exynos系列通用的平臺(tái)設(shè)備樹文件是exynos4.dtsi，查看該文件：

上圖列舉了combiner控制器的詳細(xì)信息：

    interrupt-cells ;
    interrupt-cells =<2>;

所以ADC控制器中斷控制器的interrupts屬性應(yīng)該有兩個(gè)cell。

interrupts屬性填寫

而設(shè)備的中斷信息填寫方式由內(nèi)核的以下文檔提供：

Documentation\devicetree\bindings\interrupt-controller\interrupts.txt

69. b) two cells
 70.  ------------
 71.  The #interrupt-cells property is set to 2 and the first cell 72. defines the
 73.  index of the interrupt within the controller, while the second cell is used
 74.  to specify any of the following flags:
 75.    - bits[3:0] trigger type and level flags
 76.        1 = low-to-high edge triggered
 77.        2 = high-to-low edge triggered
 78.        4 = active high level-sensitive
 79.        8 = active low level-sensitive

由以上信息可知，中斷的第一個(gè)cell是該中斷源所在中斷控制器的index，第二個(gè)cell表示中斷的觸發(fā)方式

1. 上升沿觸發(fā) 
2. 下降沿觸發(fā) 
3. 高電平觸發(fā) 
4. 低電平觸發(fā)

那么index應(yīng)該是多少呢？

詳見datasheet的9.2.2 GIC Interrupt Table 節(jié)：

此處我們應(yīng)該是填寫左側(cè)的SPI ID：10 還是填寫INTERRUPT ID：42呢？

此處我們可以參考LCD節(jié)點(diǎn)的interrupts填寫方法：

通過查找父節(jié)點(diǎn)為combiner的設(shè)備信息。

繼續(xù)grep combiner . -n

由此可見lcd這個(gè)設(shè)備的interrupts屬性index值是11，所以可知ADC控制器中斷線的index是10。中斷信息如下：

interrupt-parent = <&combiner>;
interrupts = <10 3>;

ADC外設(shè)設(shè)備樹信息

fs4412-adc{
    compatible = "fs4412,adc";
    reg = <0x126C0000 0x20>;
    interrupt-parent = <&combiner>;
    interrupts = <10 3>;
};

本文默認(rèn)大家會(huì)使用設(shè)備樹，不知道如何使用設(shè)備樹的朋友，后續(xù)會(huì)開一篇單獨(dú)講解設(shè)備樹。

【注意】在不支持設(shè)備樹內(nèi)核中，以Cortex-A8為例，中斷信息填寫在以下文件中

內(nèi)部中斷，Irqs.h (arch\arm\mach-s5pc100\include\mach)
外部中斷在Irqs.h (arch\arm\plat-s5p\include\plat)

ADC屬于內(nèi)部中斷，位于arch\arm\mach-s5pc100\include\mach\Irqs.h中。

寄存器信息填寫在以下位置：

arch\arm\mach-s5pc100\Mach-smdkc100.c

static struct platform_device *smdkc100_devices[] __initdata = {
  &s3c_device_adc,
  &s3c_device_cfcon,
  &s3c_device_i2c0,
  &s3c_device_i2c1,
  &s3c_device_fb,
  &s3c_device_hsmmc0,
  &s3c_device_hsmmc1,
  &s3c_device_hsmmc2,
  &samsung_device_pwm,
  &s3c_device_ts,
  &s3c_device_wdt,
  &smdkc100_lcd_powerdev,
  &s5pc100_device_iis0,
  &samsung_device_keypad,
  &s5pc100_device_ac97,
  &s3c_device_rtc,
  &s5p_device_fimc0,
  &s5p_device_fimc1,
  &s5p_device_fimc2,
  &s5pc100_device_spdif,
};

結(jié)構(gòu)體s3c_device_adc定義在以下文件:

\arch\arm\plat-samsung\Devs.c

#ifdef CONFIG_PLAT_S3C24XX
static struct resource s3c_adc_resource[] = {
  [0] = DEFINE_RES_MEM(S3C24XX_PA_ADC, S3C24XX_SZ_ADC),
  [1] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_TC),
  [2] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_ADC),
};

struct platform_device s3c_device_adc = {
  .name    = "s3c24xx-adc",
  .id    = -1,
  .num_resources  = ARRAY_SIZE(s3c_adc_resource),
  .resource  = s3c_adc_resource,
};
#endif /* CONFIG_PLAT_S3C24XX */

#if defined(CONFIG_SAMSUNG_DEV_ADC)
static struct resource s3c_adc_resource[] = {
  [0] = DEFINE_RES_MEM(SAMSUNG_PA_ADC, SZ_256),
  [1] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_TC),
  [2] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_ADC),
};

struct platform_device s3c_device_adc = {
  .name    = "samsung-adc",
  .id    = -1,
  .num_resources  = ARRAY_SIZE(s3c_adc_resource),
  .resource  = s3c_adc_resource,
};
#endif /* CONFIG_SAMSUNG_DEV_ADC */

由代碼可知，平臺(tái)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的platform_device具體內(nèi)容由宏CONFIG_PLAT_S3C24XX、CONFIG_SAMSUNG_DEV_ADC來(lái)控制。

驅(qū)動(dòng)編寫架構(gòu)和流程如下

read()
{
       1、向adc設(shè)備發(fā)送要讀取的命令
          ADCCON    1<<0 | 1<<14 | 0X1<<16 | 0XFF<<6
       2、讀取不到數(shù)據(jù)就休眠
            wait_event_interruptible();
       3、等待被喚醒讀數(shù)據(jù)
          havedata = 0；
}
adc_handler（）
{
       1、清中斷 ADC使用中斷來(lái)通知轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)完畢的
       2、狀態(tài)位置位；
            havedata=1；
       3、喚醒阻塞進(jìn)程
            wake_up()
}
probe（）
{
      1、讀取中斷號(hào)，注冊(cè)中斷處理函數(shù)
      2、讀取寄存器的地址，ioremap
      3、字符設(shè)備的操作
}

驅(qū)動(dòng)需要首先捕獲中斷信號(hào)后再去寄存器讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，在ADC控制器沒有準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)之前，應(yīng)用層需要阻塞讀取數(shù)據(jù)，所以在讀取數(shù)據(jù)的函數(shù)中，需要借助等待隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)用進(jìn)程的阻塞。驅(qū)動(dòng)程序

驅(qū)動(dòng)程序?qū)拇嫫鞯牟僮鲄⒖悸銠C(jī)程序，只是基地址需要通過ioremap（）做映射，對(duì)寄存器的讀寫操作需要用readl、writel。

driver.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
static int major = 250;
 
 
static wait_queue_head_t wq;
static int have_data = 0;
static int adc;
static struct resource *res1;
static struct resource *res2;
static void *adc_base;
 
#define ADCCON 0x0000
#define ADCDLY 0x0008
#define ADCDAT 0x000C
#define CLRINTADC 0x0018
#define ADCMUX 0x001C
 
 
static  irqreturn_t adc_handler(int irqno, void *dev)
{
  have_data = 1;
 
  printk("11111\n");
  /*清中斷*/
  writel(0x12,adc_base + CLRINTADC);
  wake_up_interruptible(&wq);
  return IRQ_HANDLED;
}
static int adc_open (struct inode *inod, struct file *filep)
{
 
  return 0;
}
static ssize_t adc_read(struct file *filep, char __user *buf, size_t len, loff_t *pos)
{
    writel(0x3,adc_base + ADCMUX);
  writel(1<<0 | 1<<14 | 0X1<<16 | 0XFF<<6 ,adc_base +ADCCON );
 
  wait_event_interruptible(wq, have_data==1);
 
  /*read data*/
  adc = readl(adc_base+ADCDAT)&0xfff;
  
  if(copy_to_user(buf,&adc,sizeof(int)))
  {
    return -EFAULT;
  }
  have_data = 0;
  return len;
}
static  int adc_release(struct inode *inode, struct file *filep)
{
  return 0;
}
static struct file_operations  adc_ops =
{
  .open = adc_open,
  .release = adc_release,
  .read = adc_read,
};
 
 
static int hello_probe(struct platform_device *pdev)
{
  int ret;
  printk("match 0k \n");
 
  res1 = platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_IRQ, 0);
    res2 = platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_MEM, 0);
     
  ret = request_irq(res1->start,adc_handler,IRQF_DISABLED,"adc1",NULL);
      adc_base = ioremap(res2->start,res2->end-res2->start);
 
  register_chrdev( major, "adc", &adc_ops);
  init_waitqueue_head(&wq);
  
  return 0;
}
static int hello_remove(struct platform_device *pdev)
{
  free_irq(res1->start,NULL);
  free_irq(res2->start,NULL);  
  unregister_chrdev( major, "adc");
  return 0;
}
 
static struct of_device_id adc_id[]=
{
  {.compatible = "fs4412,adc" },
};
 
static struct platform_driver hello_driver=
{
  
  .probe = hello_probe,
  .remove = hello_remove,
  .driver ={
    .name = "bigbang",
    .of_match_table = adc_id,
  },
};
 
static int hello_init(void)
{
  printk("hello_init");
  return platform_driver_register(&hello_driver);
}
static void hello_exit(void)
{
  platform_driver_unregister(&hello_driver);
  printk("hello_exit \n");
  return;
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

測(cè)試程序

test.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
 
main()
{
  int fd,len;
  int adc;
  fd = open("/dev/hello",O_RDWR);
  if(fd<0)
  {
    perror("open fail \n");
    return ;
  }
 
  while(1)
  {
    read(fd,&adc,4);
    printf("adc%0.2f V \n",(1.8*adc)/4096);
  }
 
  close(fd);
}

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