mini2440之ADC驱动分析

一，ADC原理

ADC,模数转换器，将模拟量转换成数字量，采样，保持电路与AD转换器集成在一起。AD转换器模拟输入信号是直流电压信号，0~3.3V之间。S3C2440有8路模拟输入信号，AD转换器内部有一个模拟多路选择器，某一时刻只能将一路模拟输入信号，通过模拟多路选择器接通进行AD转换，而其他路模拟输入信号被断开。

片内ADC电路



ADC转换电路



模块图



XP,XM,YP,YM占用了四个AD通道，用于触摸屏操作

功能描述

1.AD转换时间（转换速率）



2.正常转换模式



二，寄存器操作

ADC控制寄存器



ADC数据转换寄存器0([9~0]保留AD转换之后的数据)



三，ADC驱动源代码

#include <linux/errno.h>

#include <linux/kernel.h>//printk()

#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>//包含很多驱动使用的内核API的定义。睡眠函数，变量声明

#include <asm/io.h>//定义IO映射

#include <asm/irq.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <mach/regs-clock.h>

#include <plat/regs-timer.h>

#include <plat/regs-adc.h>//ADC寄存器的定义

#include <mach/regs-gpio.h>

#include <linux/cdev.h>

#include <linux/miscdevice.h>

#include "s3c24xx-adc.h"

#undef DEBUG

//#define DEBUG

#ifdef DEBUG

#define DPRINTK(x...) {printk(__FUNCTION__"(%d): ",__LINE__);printk(##x);}

#else

#define DPRINTK(x...) (void)(0)

#endif

#define DEVICE_NAME "adc"

//经过虚拟地址映射之后的内存地址

static void __iomem *base_addr;

typedef struct {

wait_queue_head_t wait;//阻塞

int channel;//AD转换通道

int prescale;//预分频值

}ADC_DEV;

//申请并初始化信号量

DECLARE_MUTEX(ADC_LOCK);

//ADC驱动是否拥有AD转换器资源的状态变量

static int OwnADC = 0;

static ADC_DEV adcdev;

static volatile int ev_adc = 0;//标识AD转换后的数据是否可以读取，0表示不可读取

static int adc_data;//保存读取后的AD转换的值，该值在ADC中断中读取

//保存从时钟平台队列中获取ADC的时钟

static struct clk	*adc_clock;

//定义ADC的寄存器

#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

//以下都定义于ADCCON中

#define PRESCALE_DIS        (0 << 14)//预分频禁止
#define PRESCALE_EN         (1 << 14)//预分频允许
#define PRSCVL(x)           ((x) << 6)//预分频值设置
#define ADC_INPUT(x)        ((x) << 3)//模拟输入通道选择
#define ADC_START           (1 << 0)//开始AD转换
#define ADC_ENDCVT          (1 << 15)//AD转换结束

//设置ADC控制器，开启ADC转换

#define START_ADC_AIN(ch, prescale) \
do{ \
ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(prescale) | ADC_INPUT((ch)) ; \
ADCCON |= ADC_START; \
}while(0)

//中断服务程序，从ADC数据寄存器中读取AD转换后的值

static irqreturn_t adcdone_int_handler(int irq, void *dev_id)
{

if (OwnADC) { //如果ADC驱动拥有AD转换器资源，则从ADC寄存器读取转换状态
adc_data = ADCDAT0 & 0x3ff;//AD转换后的值保存在[0~9]位?

ev_adc = 1;//将可读标识为1，并唤醒等待队列
wake_up_interruptible(&adcdev.wait);
}
return IRQ_HANDLED;
}

static ssize_t s3c2410_adc_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{
char str[20];
int value;
size_t len;
if (down_trylock(&ADC_LOCK) == 0) {//尝试获取信号量，判断AD转换器资源是否可用
OwnADC = 1;//标记AD转换器资源可用
START_ADC_AIN(adcdev.channel, adcdev.prescale);//设置ADC控制器，开启AD转换
wait_event_interruptible(adcdev.wait, ev_adc);//使等待队列进入唤醒，等待转换结束
ev_adc = 0;//已经有AD转换后的数据，则标识清0，给下一次读作判断

DPRINTK("AIN[%d] = 0x%04x, %d\n", adcdev.channel, adc_data, ADCCON & 0x80 ? 1:0);

value = adc_data;//把转换结果赋值，以便传递给应用层

OwnADC = 0;//释放转换器资源
up(&ADC_LOCK);//解锁
} else {
//没有AD转换器资源
value = -1;
}
len = sprintf(str, "%d\n", value);
if (count >= len) {
int r = copy_to_user(buffer, str, len);//将读取到的ADC转换后的值发往到应用程序
return r ? r : len;
} else {
return -EINVAL;
}
}

//打开ADC，并设置频道和预分频值

static int s3c2410_adc_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
init_waitqueue_head(&(adcdev.wait));//初始化中断队列
adcdev.channel=0;//设置ADC频道
adcdev.prescale=0xff;//设置预分频值
DPRINTK( "adc opened\n");
return 0;
}

static int s3c2410_adc_release(struct inode *inode, struct file *filp)

{

DPRINTK( "adc closed\n");

return 0;

}

//非标准C的用法，GNU C的用法

static struct file_operations dev_fops = {

owner:
THIS_MODULE,

open: s3c2410_adc_open,

read: s3c2410_adc_read,

release:
s3c2410_adc_release,

};

static struct miscdevice misc = {

.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

.name = DEVICE_NAME,

.fops = &dev_fops,

};

//初始化设备

static int __init dev_init(void)
{
int ret;
//将ADC的IO端口占用的这段I/O空间映射到内存的虚拟地址，
//S3C2410_PA_ADC是ADC控制器的基地址，0x20是虚拟地址长度
base_addr=ioremap(S3C2410_PA_ADC,0x20);
if (base_addr == NULL) {
printk(KERN_ERR "Failed to remap register block\n");
return -ENOMEM;
}
//获取ADC时钟
adc_clock = clk_get(NULL, "adc");
if (!adc_clock) {
printk(KERN_ERR "failed to get adc clock source\n");
return -ENOENT;
}
clk_enable(adc_clock);//时钟使能

/* normal ADC */
ADCTSC = 0;
//ADC中断申请，采用共享中断，
ret = request_irq(IRQ_ADC, adcdone_int_handler, IRQF_SHARED, DEVICE_NAME, &adcdev);
if (ret) {
iounmap(base_addr);//解除内存映射
return ret;
}
ret = misc_register(&misc);
printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");
return ret;
}

static void __exit dev_exit(void)
{
free_irq(IRQ_ADC, &adcdev);//释放中断
iounmap(base_addr);//解除内存映射
//屏蔽和销毁时钟
if (adc_clock) {
clk_disable(adc_clock);
clk_put(adc_clock);
adc_clock = NULL;
}
misc_deregister(&misc);
}

//导出信号量ADC_LOCK在触摸屏驱动中使用，因为触摸屏和ADC公用寄存器，会产生竞争

//用信号量保证资源的互斥访问

EXPORT_SYMBOL(ADC_LOCK);

module_init(dev_init);

module_exit(dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");