基于A(yíng)RM-Linux的MAX1303接口與驅動(dòng)程序設計
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結構struct file_operations中的open字段對應著(zhù)系統調用中的open函數。在應用程序中，通過(guò)open函數打開(kāi)MAX1303對應的設備文件時(shí)，內核會(huì )跳轉到此函數指針處。此函數指針的實(shí)現，主要完成初始化工作。這包括MAX1303的初始化配置和LPC3250驅動(dòng)相關(guān)的寄存器設置。MAX1303的初始化包括工作模式選擇、量程范圍選擇、單端／差分輸入選擇、初始化通道選擇。對于這四項，本系統全部使用默認設置：外部時(shí)鐘模式；-Vref到+Vref的測量范圍；單端輸入；初始化輸入通道0。所以，在open中不用配置MAX1303。對LPC3250的寄存器配置也比較簡(jiǎn)單，需要完成的配置有：片選信號拉高；時(shí)鐘信號拉低；處理器輸出拉低。
Write字段需要接收應用程序從用戶(hù)空間傳遞到內核的的數據，然后將此數據通過(guò)GPO_17端口發(fā)送給MAX1303。這些數據主要用于修改MAX1303的配置，例如通道選擇。向MAX1303寫(xiě)數據時(shí)需要注意MAX1303電氣特性中的兩個(gè)時(shí)間參數Tcss和Tcspw。Tcss對應著(zhù)芯片的片選信號被拉低后到第一個(gè)時(shí)鐘到來(lái)前所必需的時(shí)間間隔。Tcspw對應著(zhù)寫(xiě)模擬輸入配置字節、模式控制字節、轉換啟動(dòng)字節時(shí)，任意兩者之間的時(shí)間間隔。這兩個(gè)時(shí)間參數都必須大于40 ns，且沒(méi)有上限。本系統中，在Read中寫(xiě)轉換啟動(dòng)字節，write中只做通道的切換，其他配置都使用默認的。
Read字段是MAX1303驅動(dòng)的關(guān)鍵點(diǎn)。它負責讀取采樣結果，并將結果傳遞給應用程序。在read中，首先是用8個(gè)時(shí)鐘向MAX1303寫(xiě)轉換起始字節，然后使用8個(gè)是時(shí)鐘周期等待AD轉換完成。最后使用16個(gè)時(shí)鐘周期讀取MAX1303輸出的轉換結果。由于轉換結果是以串行方式輸出，故需要將讀取的數據拼湊起來(lái)。又由于A(yíng)RM使用的是端口3的GPI_06管腳讀取MAX1303的輸出數據，且對于端口3的操作是以32位進(jìn)行的，所以還需要考慮拼接端口3的哪個(gè)數據位。本文的處理方式是先將端口3讀出的數據右移6位。具體的操作代碼如下：
release對應著(zhù)系統調用中的close函數。它需要完成這個(gè)驅動(dòng)所涉及的配置寄存器的復位，操作過(guò)程與open相反。在還原寄存器的默認設置后，打印一條設備文件關(guān)閉的信息，供應用程序開(kāi)發(fā)者調試時(shí)觀(guān)察使用。
4 Linux應用程序設計與測試
本文介紹的應用程序是整個(gè)系統的一部分，這里僅供測試驅動(dòng)程序使用。測試的功能主要是驅動(dòng)中的write和read功能。由于驅動(dòng)程序的read中沒(méi)有對讀取的采樣值做處理，所以得到的數據還不是輸入信號的實(shí)際值，應用程序必須對數據進(jìn)行處理。由于MAX1303采用單端、雙極性輸入，所以處理公式為：
式中，實(shí)際值的單位是毫伏；采樣值是從MAX1303讀取的數據；FSR是滿(mǎn)量程范圍，對于本系統，FSR是2*Vref；本系統采用內部電壓基準，Vref的理論值是4．096 V，但實(shí)際系統中會(huì )有一定的漂移，范圍一般在4．056 V到4．136 V之間。
為了測試，應用程序每秒讀取一次兩個(gè)通道的數據，并打印。應用程序的流程圖如圖4所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201610/306026.htm
根據應用程序的打印結果和CH1、CH2的實(shí)際輸入，系統采樣結果正確，系統運行穩定。
5 結論
A／D轉換器在數據采集系統和智能控制系統中有極其重要的用途。嵌入式Linux在現代的嵌入式系統中也被廣泛應用。本文描述的16位AD芯片的Linux驅動(dòng)和硬件接口設計不僅在筆者所開(kāi)發(fā)的系統中具有實(shí)際工程應用價(jià)值，同時(shí)，對其他具有SPI接口的AD芯片的硬件接口設計和Linux驅動(dòng)程序設計也有一定的參考價(jià)值。
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