S3C2440的ADC驱动

 

                                                                                  S3C2440的ADC驱动

一．硬件简介

       Linux-2.6.32.2内核没有提供S3C2440的ADC驱动程序，ADC驱动属于字符设备驱动，下面就讲解驱动实现的过程。

       在2440中，AD和触摸屏使用共同的A/D转换器，如下图所示，具体见2440芯片手册16章。
          

二．驱动实现：

       驱动源码如下：

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1. #include <linux/errno.h>   
2. #include <linux/kernel.h>   
3. #include <linux/module.h>  
4. #include <linux/slab.h>   
5. #include <linux/input.h>   
6. #include <linux/init.h>   
7. #include <linux/serio.h>   
8. #include <linux/delay.h>   
9. #include <linux/clk.h>   
10. #include <linux/wait.h>   
11. #include <linux/sched.h>   
12. #include <asm/io.h>   
13. #include <asm/irq.h>   
14. #include <asm/uaccess.h>   
15. #include <mach/regs-clock.h>  
16. #include <plat/regs-timer.h>   
17. #include <plat/regs-adc.h>  
18. #include <mach/regs-gpio.h>   
19. #include <linux/cdev.h>   
20. #include <linux/miscdevice.h>   
21.   
22. #define DEVICE_NAME "adc"   
23.   
24. static void __iomem *base_addr;  //定义用来保存经虚拟映射的内存地址  
25.   
26. typedef struct  
27. {  
28.     wait_queue_head_t wait;  
29.     int channel;  
30.     int prescale;  
31. }ADC_DEV;  
32.   
33. DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);    //信号量ADC_LOCK，AD、触摸屏互斥访问  
34.   
35. static int ownADC = 0;  
36.   
37. static ADC_DEV adcdev;  
38. static volatile int ev_adc = 0;  
39. static int adc_data;  
40.   
41. static struct clk *adc_clk;   //ADC所需时钟  
42.   
43. //启动AD转换的宏   
44. #define START_ADC_AIN(ch,prescale)\   
45. do{\  
46.     iowrite32(S3C2410_ADCCON_PRSCEN|S3C2410_ADCCON_PRSCVL(prescale)|S3C2410_ADCCON_SELMUX(ch),\  
47.         base_addr+S3C2410_ADCCON);\  
48.     iowrite32(ioread32(base_addr+S3C2410_ADCCON)|S3C2410_ADCCON_ENABLE_START,base_addr+S3C2410_ADCCON);\  
49. }while(0)  
50.   
51. static irqreturn_t adc_handler(int irq,void *dev_id)  
52. {  
53.     if(ownADC)  
54.     {  
55.         adc_data = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0)&0x3ff;  
56.   
57.         ev_adc = 1;   //表示有数据可读，唤醒等待队列  
58.         wake_up_interruptible(&adcdev.wait);  
59.     }  
60.     return IRQ_HANDLED;  
61. }  
62.   
63. static int s3c2440_adc_open(struct inode *inode,struct file *filp)  
64. {  
65.     init_waitqueue_head(&adcdev.wait);  //初始化队列  
66.   
67.     adcdev.channel = 0;  
68.     adcdev.prescale = 0xff;  
69.   
70.     return 0;  
71. }  
72.   
73. static int s3c2440_adc_close(struct inode *inode,struct file *filp)  
74. {  
75.     return 0;  
76. }  
77.   
78. static ssize_t s3c2440_adc_read(struct file *filp,char *buffer,size_t count,loff_t *ppos)  
79. {  
80.     int ret;      
81.       
82.     if(down_trylock(&ADC_LOCK))   //尝试获取信号量  
83.     {  
84.         return -EBUSY;  
85.     }  
86.       
87.     ownADC =1;  
88.     START_ADC_AIN(adcdev.channel,adcdev.prescale);  
89.     wait_event_interruptible(adcdev.wait,ev_adc);   //等待有数据可读，中断处理中将唤醒此处  
90.   
91.     ev_adc = 0;  
92.   
93.     ret=copy_to_user(buffer,(char *)&adc_data,sizeof(adc_data));  
94.       
95.     ownADC = 0;  
96.     up(&ADC_LOCK);   //释放信号量   
97.   
98.     return sizeof(adc_data);  
99. }  
100.   
101. static struct file_operations dev_fops=  
102. {  
103.     .owner = THIS_MODULE,  
104.     .open = s3c2440_adc_open,  
105.     .read = s3c2440_adc_read,  
106.     .release = s3c2440_adc_close,  
107. };  
108.   
109. static struct miscdevice misc=  
110. {  
111.     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  // MISC_DYNAMIC_MINOR定义在include/linux/miscdevice.h     
112.     .name = DEVICE_NAME,  
113.     .fops = &dev_fops,  
114. };  
115.   
116. static int __init dev_init(void)  
117. {  
118.     int ret;  
119.     /*将ADC的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址, S3C2410_PA_ADC是ADC控制器的基地址， 
120.              定义在arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/map.h*/  
121.     base_addr = ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);  
122.     if(base_addr==NULL)  
123.     {  
124.         printk(KERN_ERR "Failed to remap register\n");  
125.         return -ENOMEM;  
126.     }  
127.   
128.     /*从平台时钟队列中获取ADC的时钟，ADC的转换频率跟时钟有关。定义在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/  
129.     adc_clk = clk_get(NULL,"adc");  
130.     if(!adc_clk)  
131.     {  
132.         printk(KERN_ERR "Failed to get adc clk\n");  
133.         return -ENOENT;  
134.     }  
135.   
136.     clk_enable(adc_clk);  
137.   
138.     iowrite32(0,base_addr+S3C2410_ADCTSC);  
139.   
140.     /*申请ADC中断，使用的是共享中断:IRQF_SHARED,为什么要使用共享中断，因为在触摸屏驱动中也使用了这个中断号。 
141.              中断服务程序为:adc_irq在下面实现，IRQ_ADC是ADC的中断号。共享中断最后一个参数不能为NULL*/  
142.     ret = request_irq(IRQ_ADC,adc_handler,IRQF_SHARED,DEVICE_NAME,&adcdev);  
143.     if(ret)  
144.     {  
145.         iounmap(base_addr);  
146.         return ret;  
147.     }  
148.   
149.     ret = misc_register(&misc);  //ADC注册为misc设备  
150.   
151.     printk(KERN_INFO "initialized\n");  
152.     return ret;  
153. }  
154.   
155. static void __exit dev_exit(void)  
156. {  
157.     free_irq(IRQ_ADC,&adcdev);  
158.     iounmap(base_addr);  
159.   
160.     if(adc_clk)  
161.     {  
162.         clk_disable(adc_clk);  
163.         clk_put(adc_clk);  
164.         adc_clk = NULL;  
165.     }  
166.   
167.     misc_deregister(&misc);  
168. }  
169.   
170. EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK);    //导出信号量ADC_LOCK，触摸屏驱动使用  
171. module_init(dev_init);  
172. module_exit(dev_exit);  
173. MODULE_LICENSE("GPL");  
174. MODULE_AUTHOR("Zechin Liao");  

#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 <linux/wait.h>#include <linux/sched.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>#define DEVICE_NAME "adc"static void __iomem *base_addr; //定义用来保存经虚拟映射的内存地址typedef struct{wait_queue_head_t wait;int channel;int prescale;}ADC_DEV;DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK); //信号量ADC_LOCK，AD、触摸屏互斥访问static int ownADC = 0;static ADC_DEV adcdev;static volatile int ev_adc = 0;static int adc_data;static struct clk *adc_clk; //ADC所需时钟//启动AD转换的宏#define START_ADC_AIN(ch,prescale)\do{\iowrite32(S3C2410_ADCCON_PRSCEN|S3C2410_ADCCON_PRSCVL(prescale)|S3C2410_ADCCON_SELMUX(ch),\base_addr+S3C2410_ADCCON);\iowrite32(ioread32(base_addr+S3C2410_ADCCON)|S3C2410_ADCCON_ENABLE_START,base_addr+S3C2410_ADCCON);\}while(0)static irqreturn_t adc_handler(int irq,void *dev_id){if(ownADC){adc_data = ioread32(base_addr+S3C2410_ADCDAT0)&0x3ff;ev_adc = 1; //表示有数据可读，唤醒等待队列wake_up_interruptible(&adcdev.wait);}return IRQ_HANDLED;}static int s3c2440_adc_open(struct inode *inode,struct file *filp){init_waitqueue_head(&adcdev.wait); //初始化队列adcdev.channel = 0;adcdev.prescale = 0xff;return 0;}static int s3c2440_adc_close(struct inode *inode,struct file *filp){return 0;}static ssize_t s3c2440_adc_read(struct file *filp,char *buffer,size_t count,loff_t *ppos){int ret;if(down_trylock(&ADC_LOCK)) //尝试获取信号量{return -EBUSY;}ownADC =1;START_ADC_AIN(adcdev.channel,adcdev.prescale);wait_event_interruptible(adcdev.wait,ev_adc); //等待有数据可读，中断处理中将唤醒此处ev_adc = 0;ret=copy_to_user(buffer,(char *)&adc_data,sizeof(adc_data));ownADC = 0;up(&ADC_LOCK); //释放信号量return sizeof(adc_data);}static struct file_operations dev_fops={.owner = THIS_MODULE,.open = s3c2440_adc_open,.read = s3c2440_adc_read,.release = s3c2440_adc_close,};static struct miscdevice misc={.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, // MISC_DYNAMIC_MINOR定义在include/linux/miscdevice.h .name = DEVICE_NAME,.fops = &dev_fops,};static int __init dev_init(void){int ret;/*将ADC的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址, S3C2410_PA_ADC是ADC控制器的基地址， 定义在arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/map.h*/base_addr = ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);if(base_addr==NULL){printk(KERN_ERR "Failed to remap register\n");return -ENOMEM;}/*从平台时钟队列中获取ADC的时钟，ADC的转换频率跟时钟有关。定义在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/adc_clk = clk_get(NULL,"adc");if(!adc_clk){printk(KERN_ERR "Failed to get adc clk\n");return -ENOENT;}clk_enable(adc_clk);iowrite32(0,base_addr+S3C2410_ADCTSC);/*申请ADC中断，使用的是共享中断:IRQF_SHARED,为什么要使用共享中断，因为在触摸屏驱动中也使用了这个中断号。 中断服务程序为:adc_irq在下面实现，IRQ_ADC是ADC的中断号。共享中断最后一个参数不能为NULL*/ret = request_irq(IRQ_ADC,adc_handler,IRQF_SHARED,DEVICE_NAME,&adcdev);if(ret){iounmap(base_addr);return ret;}ret = misc_register(&misc); //ADC注册为misc设备printk(KERN_INFO "initialized\n");return ret;}static void __exit dev_exit(void){free_irq(IRQ_ADC,&adcdev);iounmap(base_addr);if(adc_clk){clk_disable(adc_clk);clk_put(adc_clk);adc_clk = NULL;}misc_deregister(&misc);}EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK); //导出信号量ADC_LOCK，触摸屏驱动使用module_init(dev_init);module_exit(dev_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Zechin Liao");

       静态编译：

      1.将上面s3c2440_adc.c文件拷贝至drivers/char目录；

      2.打开drivers/char/Makefile添加相应内容：

                obj-$(CONFIG_JS_RTC) += js-rtc.o

                js-rtc-y = rtc.o

                obj-$(CONFIG_S3C2440_ADC) += s3c2440_adc.o

       3.打开drivers/char/Kconfig添加：

                config DEVKMEM

                           bool "/dev/kmem virtual device support"

                           default y

                           help

                           Say Y here if you want to support the /dev/kmem device. The

                                    /dev/kmem device is rarely used, but can be used for certain

                                   kind of kernel debugging operations.

                                   When in doubt, say "N".

                config S3C2440_ADC

                            bool "ADC driver for S3C2440 development boards"

                           default y

                           help

                                    this is ADC driver for S3C2440 development boards

                                    Notes: the touch-screen-driver required this option

       4.添加好ADC驱动后，在内核源代码目录执行：make menuconfig

            Device Drivers --->

                      Character devides --->

                                [*]ADC driver for S3C2440 development boards

           # make zImage编译出带ADC驱动的内核

        动态编译：

         编辑一个Makefile如下：

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1. ifneq ($(KERNELRELEASE),)    
2.     obj-m:=s3c2440_adc.o    
3. else    
4.     KERNELDIR:=/home/liao/image/linux-2.6.32.2    
5.     PWD:=$(shell pwd)    
6.     all:    
7.     make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-    
8.     clean:    
9.     rm -rf *.ko *.o *.mod.c *.mod.o *.symvers    
10. endif  

ifneq ($(KERNELRELEASE),) obj-m:=s3c2440_adc.o else KERNELDIR:=/home/liao/image/linux-2.6.32.2 PWD:=$(shell pwd) all: make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- clean: rm -rf *.ko *.o *.mod.c *.mod.o *.symvers endif

         # make 生成s3c2440_adc.ko驱动文件，将此文件拷贝至开发板

         # insmod s3c2440_adc.ko   ADC驱动采用misc设备，自动生成设备文件/dev/adc

三．测试

        编写应用测试程序，编译、下载至开发板，运行，扭动AD电位器，观察ADC转换值变化，代码如下：

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1. #include <stdio.h>   
2. #include <stdlib.h>   
3. #include <errno.h>   
4.   
5. int main(int argc, char **argv)  
6. {  
7.     int fd;  
8.     fd = open("/dev/adc", 0);  
9.     if(fd < 0)  
10.     {  
11.         printf("Open ADC Device Faild!\n");  
12.         exit(1);  
13.     }  
14.   
15.     while(1)  
16.     {  
17.         int ret;  
18.         int data;  
19.           
20.         ret = read(fd, &data, sizeof(data));  
21.         if(ret != sizeof(data))  
22.         {  
23.             continue;  
24.         }  
25.         else  
26.         {  
27.             printf("Read ADC value is: %d\n", data);  
28.         }  
29.     }  
30.   
31.     close(fd);  
32.     return 0;  
33. }