Firefly-RK3288/ADC

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前言

Firefly-RK3288 开发板上的 AD 接口分为:高速 ADC 流接口 (High-speed ADC Stream Interface)、温度传感器 (Temperature Sensor)、逐次逼近ADC (Successive Approximation Register)。本文主要介绍 ADC 的基本配置方法。

内核采用工业 I/O 子系统来控制 ADC,该子系统主要为 AD 转换或者 DA 转换的传感器设计。

其相关数据结构以及配置方法如下:

数据结构

iio_channel 结构体

struct iio_channel {
    struct iio_dev *indio_dev;//工业 I/O设备
    const struct iio_chan_spec *channel;//I/O通道
    void *data;
};

iio_dev 结构体

该结构体主要用于描述 IO 口所属的设备,其具体定义如下:

struct iio_dev {
    int             id;
    int             modes;
    int             currentmode;
    struct device           dev;
    struct iio_event_interface  *event_interface;
    struct iio_buffer       *buffer;
    struct list_head        buffer_list;
    int             scan_bytes;
    struct mutex            mlock;
    const unsigned long     *available_scan_masks;
    unsigned            masklength;
    const unsigned long     *active_scan_mask;
    bool                scan_timestamp;
    unsigned            scan_index_timestamp;
    struct iio_trigger      *trig;
    struct iio_poll_func        *pollfunc;
    struct iio_chan_spec const  *channels;
    int             num_channels;
    struct list_head        channel_attr_list;
    struct attribute_group      chan_attr_group;
    const char          *name;
    const struct iio_info       *info;
    struct mutex            info_exist_lock;
    const struct iio_buffer_setup_ops   *setup_ops;
    struct cdev         chrdev;
#define IIO_MAX_GROUPS 6
    const struct attribute_group    *groups[IIO_MAX_GROUPS + 1];
    int             groupcounter;
    unsigned long           flags;
#if defined(CONFIG_DEBUG_FS)
    struct dentry           *debugfs_dentry;
    unsigned            cached_reg_addr;
#endif
};

iio_chan_spec结构体

该结构体主要用于描述单个通道的属性,具体定义如下:

struct iio_chan_spec {
    enum iio_chan_type  type; //描述通道类型
    int         channel; //通道号
    int         channel2; //通道号
    unsigned long       address; //通道地址
    int         scan_index;
    struct {
        char    sign;
        u8  realbits;
        u8  storagebits;
        u8  shift;
        enum iio_endian endianness;
    } scan_type;
    long            info_mask;
    long            info_mask_separate;
    long            info_mask_shared_by_type;
    long            event_mask;
    const struct iio_chan_spec_ext_info *ext_info;
    const char      *extend_name;
    const char      *datasheet_name;
    unsigned        modified:1;
    unsigned        indexed:1;
    unsigned        output:1;
    unsigned        differential:1;
};

配置步骤

配置DTS节点

Firefly ADC的 DTS 节点在 kernel/arch/arm/boot/dts/rk3288.dtsi 文件中定义,如下所示:

 adc: adc@ff100000 {
        compatible = "rockchip,saradc";
        reg = <0xff100000 0x100>;
        interrupts = <GIC_SPI 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
        #io-channel-cells = <1>;
        io-channel-ranges;
        rockchip,adc-vref = <1800>;
        clock-frequency = <1000000>;
        clocks = <&clk_saradc>, <&clk_gates7 1>;
        clock-names = "saradc", "pclk_saradc";
        status = "disabled";
};

用户只需在 firefly-rk3288.dts 文件中添加通道定义,并将其 status 改为 "okay" 即可:

&adc {
    status = "okay";
adc_test{
        compatible = "rockchip,adc_test";
        io-channels = <&adc 0>;
    };
};

在驱动文件中匹配 DTS 节点

在驱动文件中定义 of_device_id 结构体数组:

static const struct of_device_id of_XXX_match[] = { 
    { .compatible = "rockchip,adc_test" },
    { /* Sentinel */ }
};

将该结构体数组填充到要使用 ADC 的 platform_driver 中。

static struct platform_driver XXX_driver = { 
    .probe      = ...,
    .remove     = ...,
    .driver     = { 
        .name   = "..",
        .owner  = THIS_MODULE,
#ifdef CONFIG_OF
        .of_match_table = of_XXX_match,
#endif
    },  
};

获取 AD 通道

struct iio_channel *chan; //定义 IIO 通道结构体
chan = iio_channel_get(&pdev->dev, NULL); //获取 IIO 通道结构体

注:iio_channel_get 通过 probe 函数传进来的参数 pdev 获取 IIO 通道结构体,probe 函数如下:

static int XXX_probe(struct platform_device *pdev);

读取 AD 采集到的原始数据

int val,ret;
ret = iio_read_channel_raw(chan, &val);

调用 iio_read_channel_raw 函数读取 AD 采集的原始数据并存入 val 中。

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:

  1. Vref 为标准电压
  2. n 为 AD 转换的位数
  3. Vresult 为用户所需要的采集电压
  4. 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;

ADC 常用函数接口

struct iio_channel *iio_channel_get(struct device *dev, const char *consumer_channel);
功能:获取 iio 通道描述
参数:
  1. dev: 使用该通道的设备描述指针
  2. consumer_channel: 该设备所使用的 IIO 通道描述指针


void iio_channel_release(struct iio_channel *chan);
功能:释放 iio_channel_get 函数获取到的通道
参数:
  1. chan:要被释放的通道描述指针


int iio_read_channel_raw(struct iio_channel *chan, int *val);
功能:读取 chan 通道 AD 采集的原始数据。
参数:
  1. chan:要读取的采集通道指针
  2. val:存放读取结果的指针