linux adc是什么设备

时间：2023-04-17 13:24

linux adc是混杂设备驱动；在linux2.6.30.4中，系统已经自带有了ADC通用驱动文件“arch/arm/plat-s3c24xx/adc.c”，它是以平台驱动设备模型的架构来编写的，里面是一些比较通用稳定的代码。

本教程操作环境：linux2.6.30.4系统、Dell G3电脑。

linux adc是什么设备？

linux 混杂设备驱动之adc驱动

linux2.6.30.4中，系统已经自带有了ADC通用驱动文件---arch/arm/plat-s3c24xx/adc.c，它是以平台驱动设备模型的架构来编写的，里面是一些比较通用稳定的代码，但是linux2.6.30.4版本的ADC通用驱动文件并不完善，居然没有读函数。后来去看了linux3.8版本的ADC通用文件----arch/arm/plat-samsung/adc.c才是比较完善的。

但是本节并不是分析这个文件，而是以另外一种架构来编写ADC驱动，因为ADC驱动实在是比较简单，就没有使用平台驱动设备模型为架构来编写了，这次我们使用的是混杂(misc)设备驱动。

问：什么是misc设备驱动？

答：miscdevice共享一个主设备号MISC_MAJOR(10)，但次设备号不同。所有的miscdevice设备形成一条链表，对设备访问时内核根据设备号来查找对应的miscdevice设备，然后调用其file_operations结构体中注册的文件操作接口进行操作。

struct miscdevice  {	int minor;				//次设备号，如果设置为MISC_DYNAMIC_MINOR则系统自动分配	const char *name;		//设备名	const struct file_operations *fops;		//操作函数	struct list_head list;	struct device *parent;	struct device *this_device;};

dev_init入口函数分析：

static int __init dev_init(void){	int ret;	base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);	if (base_addr == NULL)	{		printk(KERN_ERR "failed to remap register block
");		return -ENOMEM;	}	adc_clock = clk_get(NULL, "adc");	if (!adc_clock)	{		printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source
");		return -ENOENT;	}	clk_enable(adc_clock);		ADCTSC = 0;	ret = request_irq(IRQ_ADC, adcdone_int_handler, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME, &adcdev);	if (ret)	{		iounmap(base_addr);		return ret;	}	ret = misc_register(&misc);	printk (DEVICE_NAME" initialized
");	return ret;}

首先是映射ADC寄存器地址将其转换为虚拟地址，然后获得ADC时钟并使能ADC时钟，接着申请ADC中断，其中断处理函数为

adcdone_int_handler，而flags为IRQF_SHARED，即共享中断，因为触摸屏里也要申请ADC中断，最后注册一个混杂设备。

当应用程序open ("/dev/adc",...)时，就会调用到驱动里面的open函数，那么我们来看看open函数做了什么？

static int tq2440_adc_open(struct inode *inode, struct file *filp){	/* 初始化等待队列头 */	init_waitqueue_head(&(adcdev.wait));	/* 开发板上ADC的通道2连接着一个电位器 */	adcdev.channel=2;	//设置ADC的通道	adcdev.prescale=0xff;	DPRINTK( "ADC opened
");	return 0;}

很简单，先初始化一个等待队列头，因为入口函数里既然有申请ADC中断，那么肯定要使用等待队列，接着设置ADC通道，因为TQ2440的ADC输入通道默认是2，设置预分频值为0xff。

当应用程序read时，就会调用到驱动里面的read函数，那么我们来看看read函数做了些什么？

static ssize_t tq2440_adc_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos){	char str[20];	int value;	size_t len;	/* 尝试获得ADC_LOCK信号量，如果能够立刻获得，它就获得信号量并返回0 	 * 否则，返回非零，它不会导致调用者睡眠,可以在中断上下文使用	 */	if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0)	{		/* 表示A/D转换器资源可用 */		ADC_enable = 1;		/* 使能预分频，选择ADC通道，最后启动ADC转换*/		START_ADC_AIN(adcdev.channel, adcdev.prescale);		/* 等待事件，当ev_adc = 0时，进程被阻塞，直到ev_adc>0 */		wait_event_interruptible(adcdev.wait, ev_adc);		ev_adc = 0;		DPRINTK("AIN[%d] = 0x%04x, %d
", adcdev.channel, adc_data, ((ADCCON & 0x80) ? 1:0));		/* 将在ADC中断处理函数读取的ADC转换结果赋值给value */		value = adc_data;		sprintf(str,"%5d", adc_data);		copy_to_user(buffer, (char *)&adc_data, sizeof(adc_data));		ADC_enable = 0;		up(&ADC_LOCK);	}	else	{		/* 如果A/D转换器资源不可用，将value赋值为-1 */		value = -1;	}	/* 将ADC转换结果输出到str数组里，以便传给应用空间 */	len = sprintf(str, "%d
", value);	if (count >= len)	{		/* 从str数组里拷贝len字节的数据到buffer，即将ADC转换数据传给应用空间 */		int r = copy_to_user(buffer, str, len);		return r ? r : len;	}	else	{		return -EINVAL;	}}

tq2440_adc_read函数首先尝试获得ADC_LOCK信号量，因为触摸屏驱动也有使用ADC资源，两者互有竞争关系，获得ADC资源后，使能预分频，选择ADC通道，最后启动ADC转换，接着就调用wait_event_interruptible 函数进行等待，直到ev_adc>0进程才会继续往下跑，往下跑就会将adc_data数据读出来，调用copy_to_user函数将ADC数据传给应用空间，最后释放ADC_LOCK信号量。

问：什么时候ev_adc>0？默认ev_adc = 0

答：在adcdone_int_handler中断处理函数里，等数据读出后，ev_adc被设置为1。

ADC中断处理函数adcdone_int_handler

/* ADC中断处理函数 */static irqreturn_t adcdone_int_handler(int irq, void *dev_id){	/* A/D转换器资源可用 */	if (ADC_enable)	{		/* 读ADC转换结果数据 */		adc_data = ADCDAT0 & 0x3ff;		/* 唤醒标志位，作为wait_event_interruptible的唤醒条件 */		ev_adc = 1;		wake_up_interruptible(&adcdev.wait);	}	return IRQ_HANDLED;}

当AD转换完成后就会触发ADC中断，就会进入adcdone_int_handler，这个函数就会讲AD转换数据读到adc_data，接着将唤醒标志位ev_adc置1，最后调用wake_up_interruptible函数唤醒adcdev.wait等待队列。
总结一下ADC的工作流程：

一、open函数里，设置模拟输入通道，设置预分频值

二、read函数里，启动AD转换，进程休眠

三、adc_irq函数里，AD转换结束后触发ADC中断，在ADC中断处理函数将数据读出，唤醒进程

四、read函数里，进程被唤醒后，将adc转换数据传给应用程序

ADC驱动参考源码：

/*************************************NAME:EmbedSky_adc.cCOPYRIGHT:www.embedsky.net*************************************/#include <linux/errno.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/module.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/input.h>#include <linux/init.h>#include <linux/serio.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/clk.h>#include <asm/io.h>#include <asm/irq.h>#include <asm/uaccess.h>#include <mach/regs-clock.h>#include <plat/regs-timer.h>	 #include <plat/regs-adc.h>#include <mach/regs-gpio.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/miscdevice.h>#include "tq2440_adc.h"#undef DEBUG//#define DEBUG#ifdef DEBUG#define DPRINTK(x...) {printk(KERN_DEBUG "EmbedSky_adc: " x);}#else#define DPRINTK(x...) (void)(0)#endif#define DEVICE_NAME	"adc"		/* 设备节点: /dev/adc */static void __iomem *base_addr;typedef struct{	wait_queue_head_t wait;		/* 定义等待队列头 */	int channel;	int prescale;}ADC_DEV;DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);	/* 定义并初始化信号量,并初始化为1 */static int ADC_enable = 0;			/* A/D转换器资是否可用标志位 */static ADC_DEV adcdev;				/* 用于表示ADC设备 */static volatile int ev_adc = 0;		/* 作为wait_event_interruptible的唤醒条件 */static int adc_data;static struct clk	*adc_clock;#define ADCCON		(*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCCON))	//ADC control#define ADCTSC		(*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCTSC))	//ADC touch screen control#define ADCDLY		(*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDLY))	//ADC start or Interval Delay#define ADCDAT0		(*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDAT0))	//ADC conversion data 0#define ADCDAT1		(*(volatile unsigned long *)(base_addr + S3C2410_ADCDAT1))	//ADC conversion data 1#define ADCUPDN		(*(volatile unsigned long *)(base_addr + 0x14))			//Stylus Up/Down interrupt status#define PRESCALE_DIS	(0 << 14)#define PRESCALE_EN		(1 << 14)#define PRSCVL(x)		((x) << 6)#define ADC_INPUT(x)	((x) << 3)#define ADC_START		(1 << 0)#define ADC_ENDCVT		(1 << 15)/* 使能预分频，选择ADC通道，最后启动ADC转换*/#define START_ADC_AIN(ch, prescale) 	do{ 	ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(prescale) | ADC_INPUT((ch)) ; 		ADCCON |= ADC_START; 	}while(0)/* ADC中断处理函数 */static irqreturn_t adcdone_int_handler(int irq, void *dev_id){	/* A/D转换器资源可用 */	if (ADC_enable)	{		/* 读ADC转换结果数据 */		adc_data = ADCDAT0 & 0x3ff;		/* 唤醒标志位，作为wait_event_interruptible的唤醒条件 */		ev_adc = 1;		wake_up_interruptible(&adcdev.wait);	}	return IRQ_HANDLED;}static ssize_t tq2440_adc_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos){	char str[20];	int value;	size_t len;	/* 尝试获得ADC_LOCK信号量，如果能够立刻获得，它就获得信号量并返回0 	 * 否则，返回非零，它不会导致调用者睡眠,可以在中断上下文使用	 */	if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0)	{		/* 表示A/D转换器资源可用 */		ADC_enable = 1;		/* 使能预分频，选择ADC通道，最后启动ADC转换*/		START_ADC_AIN(adcdev.channel, adcdev.prescale);		/* 等待事件，当ev_adc = 0时，进程被阻塞，直到ev_adc>0 */		wait_event_interruptible(adcdev.wait, ev_adc);		ev_adc = 0;		DPRINTK("AIN[%d] = 0x%04x, %d
", adcdev.channel, adc_data, ((ADCCON & 0x80) ? 1:0));		/* 将在ADC中断处理函数读取的ADC转换结果赋值给value */		value = adc_data;		sprintf(str,"%5d", adc_data);		copy_to_user(buffer, (char *)&adc_data, sizeof(adc_data));		ADC_enable = 0;		up(&ADC_LOCK);	}	else	{		/* 如果A/D转换器资源不可用，将value赋值为-1 */		value = -1;	}	/* 将ADC转换结果输出到str数组里，以便传给应用空间 */	len = sprintf(str, "%d
", value);	if (count >= len)	{		/* 从str数组里拷贝len字节的数据到buffer，即将ADC转换数据传给应用空间 */		int r = copy_to_user(buffer, str, len);		return r ? r : len;	}	else	{		return -EINVAL;	}}static int tq2440_adc_open(struct inode *inode, struct file *filp){	/* 初始化等待队列头 */	init_waitqueue_head(&(adcdev.wait));	/* 开发板上ADC的通道2连接着一个电位器 */	adcdev.channel=2;	//设置ADC的通道	adcdev.prescale=0xff;	DPRINTK( "ADC opened
");	return 0;}static int tq2440_adc_release(struct inode *inode, struct file *filp){	DPRINTK( "ADC closed
");	return 0;}static struct file_operations dev_fops = {	owner:	THIS_MODULE,	open:	tq2440_adc_open,	read:	tq2440_adc_read,		release:	tq2440_adc_release,};static struct miscdevice misc = {	.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,	.name = DEVICE_NAME,	.fops = &dev_fops,};static int __init dev_init(void){	int ret;	base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);	if (base_addr == NULL)	{		printk(KERN_ERR "failed to remap register block
");		return -ENOMEM;	}	adc_clock = clk_get(NULL, "adc");	if (!adc_clock)	{		printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source
");		return -ENOENT;	}	clk_enable(adc_clock);		ADCTSC = 0;	ret = request_irq(IRQ_ADC, adcdone_int_handler, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME, &adcdev);	if (ret)	{		iounmap(base_addr);		return ret;	}	ret = misc_register(&misc);	printk (DEVICE_NAME" initialized
");	return ret;}static void __exit dev_exit(void){	free_irq(IRQ_ADC, &adcdev);	iounmap(base_addr);	if (adc_clock)	{		clk_disable(adc_clock);		clk_put(adc_clock);		adc_clock = NULL;	}	misc_deregister(&misc);}EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK);module_init(dev_init);module_exit(dev_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("www.embedsky.net");MODULE_DESCRIPTION("ADC Drivers for EmbedSky SKY2440/TQ2440 Board and support touch");

ADC应用测试参考源码：

/*************************************NAME:EmbedSky_adc.cCOPYRIGHT:www.embedsky.net*************************************/#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/ioctl.h>#include <fcntl.h>#include <linux/fs.h>#include <errno.h>#include <string.h>int main(void){	int fd ;	char temp = 1;	fd = open("/dev/adc", 0);	if (fd < 0)	{		perror("open ADC device !");		exit(1);	}		for( ; ; )	{		char buffer[30];		int len ;		len = read(fd, buffer, sizeof buffer -1);		if (len > 0)		{			buffer[len] = '';			int value;			sscanf(buffer, "%d", &value);			printf("ADC Value: %d
", value);		}		else		{			perror("read ADC device !");			exit(1);		}		sleep(1);	}adcstop:		close(fd);}

测试结果：

[WJ2440]# ./adc_test ADC Value: 693ADC Value: 695ADC Value: 694ADC Value: 695ADC Value: 702ADC Value: 740ADC Value: 768ADC Value: 775ADC Value: 820ADC Value: 844ADC Value: 887ADC Value: 937ADC Value: 978ADC Value: 1000ADC Value: 1023ADC Value: 1023ADC Value: 1023