AD7888與S3C2410的SPI接口及Linux下嵌入式驅動的實現
發布時間：2010-11-17 12:10
發布者：designer
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串行外圍設備接口SPI(serial peripheral interface)總線技術是Motorola公司推出的一種同步串行接口，它允許CPU與TTL移位寄存器、A/D或D/A轉換器、實時時鐘(RTO)、存儲器以及LCD和LED顯示驅動器等外圍接口器件以串行方式進行通訊。 SPI總線只需3～4根數據線和控制線即可擴展具有SPI接口的各種I/O器件，其硬件功能很強，實現軟件相當簡單。串行A/D轉換器具有電路簡單、工作可靠的特點，而ARM芯片被設計用于手持設備以及普通的嵌人式應用的集成系統，將上述兩種實用的芯片和SPI總線技術相結合以實現數據采集十分有效。 1 AD7888的功能與使用 AD7888是美國模擬器件公司推出的一款高速低功耗12位A/D轉換器，采用2.7～5.25 V單電源供電，最大通過率可達到125 kSPS。AD7888的輸入采樣/保持電路在500 ns內獲取一個信號，采用單端采樣模式，包含8個單端模擬輸入，模擬輸入電壓從0到VREF。AD7888有2.5 V的片內基準電壓，也可以使用外部基準電壓，范圍從1.2 V到VDD。CMOS制造工藝確保了低功耗，正常工作時為2 mW，掉電狀態下為3uW�？梢赃x擇多種電源管理模式(包括數據轉換后自動處于掉電模式)，與多種串行接口兼容(SPI/QSPI/MICOWIRE/DSP)。AD7888可廣泛應用于電池供電系統(個人數字助理、醫療儀器、移動通信)、儀表控制系統和高速調制/解調器等領域。該器件采用16腳SOIC和TSSOP外形封裝，外形及引腳定義見圖1和表1。 圖1 AD7888的引腳圖 AD7888的控制寄存器是8位只寫寄存器。數據在SCLK的上升沿從DIN引腳載人，同時獲取外部模擬量轉換的結果。每次數據的傳輸需要準備16個連續時鐘信號。只有在片選信號下降之后的前8個時鐘脈沖的上升沿提供的信息裝入控制寄存器。 圖2顯示了詳細的串行接口時序圖，串行時鐘提供了轉換時序，且控制AD7888轉換信息的輸入輸出。CS初始化數據傳送和轉換處理。在其下降沿之后的1.5個時鐘周期開始采樣輸入信號，這段時間表示為tACQ(獲取時間)。整個轉換過程還需要14.5個時鐘周期來完成，這段時間表示為tCONVERT(轉換時間)。 從AD7888獲取數據的整個轉換過程需要16個時鐘周期。CS上升沿之后，總線返回高阻狀態。如果CS繼續保持低電平，則準備新一輪的轉換。進行采樣的輸入通道的選擇是提前寫入控制寄存器的，因此在轉換時，用戶必須提前寫入以備通道的轉換。也就是說，在進行當前轉換時，用戶就必須提前寫入通道的地址以備下次轉換使用。 圖2串行接口時序圖 2 S3C2410的主要功能 S3C2410是三星公司推出的采用RISC結構的16/32位微處理器。它基于ARM920T內核，采用五級流水線和哈佛結構，最高頻率可達203 MHz，是高性能和低功耗的硬宏單元。ARM920T具有增強ARM體系的MMU(支持WinCE，EPOC 32和Linux)、16kB的指令和數據高速緩存以及高速AMBA總線接口。 S3C2410被設計用于手持設備以及普通的嵌入式應用的集成系統，為了降低整個系統的成本，S3C2410還包括下面的部分：LCD控制器(STN&TFT)、NAND Flash引導裝入程序、系統管理(片選邏輯和SDRAM控制器)、3通道UART，4通道DMA、4通道PWM時鐘、I/O口、RTC、8通道10位ADC及觸摸屏接口、IIC總線接口、IIS總線接口、USB主口和USB設備口、SD主口和多媒體卡接口、2通道SPI和2通道PLL。 S3C2410有2個SPI口，可以實現串行數據的傳輸。每個SPI接口各有2個移位寄存器分別負責接收和發送數據。在傳送數據期間，發送數據和接收數據是同步進行的，傳送的頻率可由相應的控制寄存器設定。如果只想發送數據，則接收數據為啞元;如果只想接收數據。則需發送啞元“0xff”。SPI接口共有4個引腳信號：串行時鐘SCK(SPICLK0，1)、主入從出MISO(SPICLK0，1)和主出從入MOSI(SPIMOSI0，1)數據線、低電平有效引腳/SS(nSSO，1)。 S3C2410的SPI接口具有如下特點 (1)兼容SPI協議(ver.2.11); (2)有分別用于發送和接收的8位移位寄存器; (3)有設定傳送頻率的8位寄存器; (4)有輪詢、中斷和DMA三種傳送模式。 3 接口與驅動 根據S3C2410的SPI特點及AD7888的工作原理確定其接口如圖3所示。 圖3 AD7888與S3C2410的連接圖 為了實現S3C2410和AD7888在嵌入式Linux下的高速A/D轉換，還編寫了兩者接口的驅動程序，該驅動程序功能的實現主要由以下幾個函數完成。 (1)Init_SPI()完成SPI的初始化 void Init_SPI(void) { int i; rSPPRE0=0x32; rSPCON0=0x1e; for(i=0;i＜10;i++) rSPTDAT0=0xff; rGPECON |=0x0a800000; rGPECON&=("0x05400000); rGPEUP |=0x3800; //GPH5-----＞CS rGPHCON |=0x0400; rGPHCON&=("0x0800); rGPHUP&=("0x20); rGPHDAT |=0x20; } (2)ad_wr()寫入要求A/D轉換的通道 static ssize_t ad_wr(struCt file *file,const char *bur,size_t count,loft_t *offset) { int ret="0"; int i="0"; dbuf="kmalloc"(count *sizeof(unsigned char),GFP_KERNEL); copy_from_user(dbuf,bur,count); for(i=0;i |
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