ADC 使用

前言

AIO-3288J 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

   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-aio-3288j.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：

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;

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：  dev: 使用该通道的设备描述指针  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：  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：  chan：要读取的采集通道指针  val：存放读取结果的指针