FS4412开发板使用Linux IIO驱动框架实现ADC驱动

原创
2018/03/02 13:23
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1.概述

FS4412开发板有一个4通道(0/1/2)、10/12比特精度的 ADC ,其中:

  • 1)ADCIN0: 在核心板中引出
  • 2)ADCIN1: 在核心板中引出
  • 3)ADCIN2: 在核心板中引出
  • 4)ADCIN3: 连接开发板的VR1电位器

本文主要介绍基于IIO驱动框架的ADC的简单实现方法。

配置DTS节点

FS4412 ADC 的 DTS 节点在 kernel/arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts 文件中添加如下定义:

adc: adc@12C60000 {                                 
        compatible = "samsung,exynos-adc-fs4412";   
        reg = <0x126C0000 0x100>, <0x10020718 0x4>; 
        clocks = <&clock 303>;                      
        clock-names = "adc";                        
        #io-channel-cells = <1>;                    
        io-channel-ranges;                          
        status = "okay";                            
};       

编写驱动

ADC 的驱动源码为 fs4412_adc.c

定义 ADC 通道

可用的通道列表在 fs4412_adc.c 中定义:

#define ADC_CHANNEL(_index, _id) {                      \
    .type = IIO_VOLTAGE,                                \
    .indexed = 1,                                       \
    .channel = _index,                          \
    .address = _index,                          \
    .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW),       \
    .datasheet_name = _id,                              \
}

/* 通道信息 */
static const struct iio_chan_spec fs4412_adc_iio_channels[] = {
    ADC_CHANNEL(0, "adc0"),
    ADC_CHANNEL(1, "adc1"),
    ADC_CHANNEL(2, "adc2"),
    ADC_CHANNEL(3, "adc3"),
};

ADC采集原始数据原理

根据Exynos4412处理器的官方使用手册提供的资料,可以总结ADC的基本使用方法如下:

  • 初始化过程

    1)初始化ADC_CFG(0x0x10010118) [16] = 0 设置ADC为普通模式 2)初始化ADCCON(0x126C0000) [16] = 1 使用12位ADC [14] = 1 允许分频 [13:6]=0xFF 分频系数 使ADC的工作频率控制在5MHz以内 3)选择输入引脚ADCMUX(0x126C001C) [3:0] = 0x03 选择AIN3作为输入引脚

  • 执行采集转换过程

    1)开始转换ADCCON(0x126C0000) [0] = 1 ADC开始转换 2)判断是否转换完成ADCCON(0x126C0000) 读取[15]位状态=1表示转换完成 3)读取转换结果ADCDAT(0x126C000C) 读ADC的转换结果

  • 计算采集到的电压

    使用标准电压将 AD 转换的值转换为用户所需要的电压值。其计算公式如下: Vref / (2^n-1) = Vresult / raw 注:

Vref 为标准电压 n 为 AD 转换的位数 Vresult 为用户所需要的采集电压 raw 为 AD 采集的原始数据


    例如,标准电压为 1.8V,AD 采集位数为 10 位,AD 采集到的原始数据为 568,则:

    Vresult = (1800mv * 568) / 1023;

### 驱动测试例程

 以下为完整的读取 ADC 的驱动例程:

#include <linux/module.h> #include <linux/platform_device.h> #include <linux/io.h> #include <linux/iio/iio.h>

MODULE_AUTHOR("LvXin lvx_sy@farsight.com.cn"); MODULE_DESCRIPTION("FS4412 ADC driver"); MODULE_LICENSE("GPL v2");

#define CON(x) ((x) + 0x00) #define DLY(x) ((x) + 0x08) #define DATX(x) ((x) + 0x0C) #define INTCLR(x) ((x) + 0x18) #define MUX(x) ((x) + 0x1c)

#define CON_RES (1u << 16) #define CON_PRSCEN (1u << 14) #define CON_PRSCLV(x) (((x) & 0xFF) << 6) #define CON_STANDBY (1u << 2)

#define MAX_CHANNELS 4

#define ADC_CON_EN_START (1u << 0) #define ADC_DATX_MASK 0xFFF

/* adc类 */ struct fs4412_adc { void __iomem *regs; u32 value; };

static const struct of_device_id fs4412_adc_match[] = { { .compatible = "samsung,exynos-adc-fs4412"}, {}, }; MODULE_DEVICE_TABLE(of, fs4412_adc_match);

/* 读取数据 */ static int exynos_read_raw(struct iio_dev *indio_dev, struct iio_chan_spec const *chan, int *val, int *val2, long mask) { struct fs4412_adc *info = iio_priv(indio_dev); u32 con1;

if (mask != IIO_CHAN_INFO_RAW)
    return -EINVAL;

mutex_lock(&indio_dev->mlock);

/* 选择通道 */
writel(chan->address, MUX(info->regs));

/* 启动转换 */
con1 = readl(CON(info->regs));
writel(con1 | ADC_CON_EN_START,
        CON(info->regs));

/* 等待转换完成 */
while((readl(CON(info->regs)) & (1<<15))==0){};

/* 读取转换数据*/
info->value = readl(DATX(info->regs)) & ADC_DATX_MASK;

*val = info->value;

mutex_unlock(&indio_dev->mlock);

return IIO_VAL_INT;

}

static int fs4412_adc_reg_access(struct iio_dev *indio_dev, unsigned reg, unsigned writeval, unsigned *readval) { struct fs4412_adc *info = iio_priv(indio_dev);

if (readval == NULL)
    return -EINVAL;

*readval = readl(info->regs + reg);

return 0;

}

/* IIO信息对象 */ static const struct iio_info fs4412_adc_iio_info = { .read_raw = &exynos_read_raw, .debugfs_reg_access = &fs4412_adc_reg_access, .driver_module = THIS_MODULE, };

#define ADC_CHANNEL(_index, _id) {
.type = IIO_VOLTAGE,
.indexed = 1,
.channel = _index,
.address = _index,
.info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW),
.datasheet_name = _id,
}

/* 通道信息 */ static const struct iio_chan_spec fs4412_adc_iio_channels[] = { ADC_CHANNEL(0, "adc0"), ADC_CHANNEL(1, "adc1"), ADC_CHANNEL(2, "adc2"), ADC_CHANNEL(3, "adc3"), };

/* ADC硬件初始化 */ static void fs4412_adc_hw_init(struct fs4412_adc *info) { u32 con;

/* 设置预分频值 */
con =  CON_PRSCLV(49) | CON_PRSCEN;

/* 12位AD转换 */
con |= CON_RES;
writel(con, CON(info->regs));

}

/* 设备匹配函数 */ static int fs4412_adc_probe(struct platform_device *pdev) { struct fs4412_adc *info = NULL; struct device_node *np = pdev->dev.of_node; struct iio_dev *indio_dev = NULL; struct resource *mem; int ret = -ENODEV;

if (!np)
    return ret;

/* 动态申请iio设备 */
indio_dev = devm_iio_device_alloc(&pdev->dev, sizeof(struct fs4412_adc));
if (!indio_dev) {
    dev_err(&pdev->dev, "failed allocating iio device\n");
    return -ENOMEM;
}

info = iio_priv(indio_dev);

/* 获得ADC寄存器地址 */
mem = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
info->regs = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, mem);
if (IS_ERR(info->regs))
    return PTR_ERR(info->regs);

/* 设置私有数据 */
platform_set_drvdata(pdev, indio_dev);
indio_dev->name = dev_name(&pdev->dev);
indio_dev->dev.parent = &pdev->dev;
indio_dev->dev.of_node = pdev->dev.of_node;
indio_dev->info = &fs4412_adc_iio_info;
indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;
indio_dev->channels = fs4412_adc_iio_channels;  /* 通道数据 */
indio_dev->num_channels = MAX_CHANNELS;

/* 注册iio设备 */
ret = iio_device_register(indio_dev);
if (ret)
    return ret;

/* ADC硬件初始化 */
fs4412_adc_hw_init(info);

return 0;

}

/* 设备移除 */ static int fs4412_adc_remove(struct platform_device *pdev) { struct iio_dev *indio_dev = platform_get_drvdata(pdev);

/* 注销iio设备 */
iio_device_unregister(indio_dev);
return 0;

}

/* 平台设备对象 */ static struct platform_driver fs4412_adc_driver = { .probe = fs4412_adc_probe, .remove = fs4412_adc_remove, .driver = { .name = "exynos-adc", .owner = THIS_MODULE, .of_match_table = fs4412_adc_match, }, };

/* 平台设备模块 */ module_platform_driver(fs4412_adc_driver);


将以上源码保存为 drivers/iio/adc/fs4412_adc.c ,并在 drivers/iio/adc/Makefile 后加入:

obj-$(CONFIG_FS4412_ADC) += fs4412_adc.o


编译并烧写内核,启动后即可在终端下运行以下命令来读取 ADC3 的值:

while true;

do cat /sys/devices/126c0000.adc/iio:device0/in_voltage3_raw; sleep 1; done


数据采集的过程中,旋转电位器的旋钮,改变电位器的电阻分压,就会改变转换后的结果。
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