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 blockn"); return -ENOMEM; } adc_clock = clk_get(NULL, "adc"); if (!adc_clock) { printk(KERN_ERR "failed to get adc clock sourcen"); 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" initializedn"); 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 openedn"); 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, %dn", 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, "%dn", 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.c COPYRIGHT:www.embedsky.net *************************************/ #include#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #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, %dn", 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, "%dn", 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 openedn"); return 0; } static int tq2440_adc_release(struct inode *inode, struct file *filp) { DPRINTK( "ADC closedn"); 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 blockn"); return -ENOMEM; } adc_clock = clk_get(NULL, "adc"); if (!adc_clock) { printk(KERN_ERR "failed to get adc clock sourcen"); 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" initializedn"); 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.c COPYRIGHT: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: %dn", value); } else { perror("read ADC device !"); exit(1); } sleep(1); } adcstop: close(fd); }
测试结果：
[WJ2440]# ./adc_test ADC Value: 693 ADC Value: 695 ADC Value: 694 ADC Value: 695 ADC Value: 702 ADC Value: 740 ADC Value: 768 ADC Value: 775 ADC Value: 820 ADC Value: 844 ADC Value: 887 ADC Value: 937 ADC Value: 978 ADC Value: 1000 ADC Value: 1023 ADC Value: 1023 ADC Value: 1023
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