ADS8345驱动程序设计文档

ADS8345驱动程序设计文档隶属项目高速多路数据采集板文件状态：/”/草稿文件//正式文件//修订版正式编写者：版本：V0.1修改审定：最后修改日期：2013-4-12版本历史版本作者参与者起始日期备注V0.12013-4-122013--草稿目录TOC\o"1-5"\h\z1弓1言 4\o"CurrentDocument"1.1编写日的 4\o"CurrentDocument"1.2实验环境 4\o"CurrentDocument"1.4术语和缩写词 4\o"CurrentDocument"2关于硬件的说明 4\o"CurrentDocument"ADS8345的简介 4\o"CurrentDocument"2驱动程序的组织结构 7\o"CurrentDocument"Linux的设备模型 7\o"CurrentDocument"Tiny210SPI移植 9\o"CurrentDocument"mini2440SPI驱动移植 11\o"CurrentDocument"SPI移植驱动验证 19\o"CurrentDocument"3ADS8345驱动实现 20\o"CurrentDocument"Linux设备模型 203.2驱动接口实现 26\o"CurrentDocument"4总结说明 331引言1.1编写目的本文档编写目的是：方便实验室内部交流、相同工作只做一遍、在不同届学生之间项目的快速交接之目的。1.2实验环境1.2.1内核版本：(mini2440) (Tiny210)1.2.2硬件平台：mini2440开发板,Tiny210开发板1.2.3参考资料：华清远见SPI讲解资料，2010级师兄政越伟论文1.4术语和缩写词2关于硬件的说明ADS8345的简介ADS8345是一款16位逐次逼近型8通道串行输出的内部采样型模数转换器。在100khz的转化速率，5v单电源供电的时候最大功耗为8mW。参考电压可在500mv到1/2电源电源范围内变化。输入电压范围根据参考电压而相适应。本设备包括休眠模式，在这个模式下最低功耗可达15uw。确保正常工作的最低电压是2.7v。低功耗，高速率，自带多路转换器。

Single-endedordifferentialanaloginputs.1CH0+^cc2CH1DCLK3Single-endedordifferentialanaloginputs.1CH0+^cc2CH1DCLK3CH2CS4CH3din5CH4BUSY6CH5Dow7CH6GND8CH7GND9COM+^cc10SHDNVrefADS8345+2.7VSerialDataOut\ChipSelect<SerialDataID+1.25Vto+2.5VAds8345是一款典型的逐次逼近型数模转换器。内部自带采样保持器（SHA）典型应用电路：管脚介绍:管脚名称说明1CH0模拟输入端通道02CH1模拟输入端通道13CH2模拟输入端通道24CH3模拟输入端通道35CH4模拟输入端通道46CH5模拟输入端通道57CH6模拟输入端通道68CH7模拟输入端通道79COM公共参考端，这个端口通10SHDN常接到Vref待机，到此管脚为低电11Vref平，设备进入超低功耗待机模式。12+Vcc参考电压输入端，输入范13GND围参考电气特性表14GND电源，2.7-5V。15Dout地16BUSY地17Din串仃数据输出18CS忙碌信号输出19DCLK串仃数据输入20+Vcc片选信号外部时钟输入电源工作时需要外部的参考电源，外部时钟。需要单端电源2.7-5V。外部参考电源可以是500mV到+Vcc/2。参考电源的电压直接决定转换器的模拟输入电压范围。参考电源平均输入电流大小取决于AD的转换速率。AD的模拟输入是差分的。通过8通道的多路器获得。输入电压可以根据COM端的电压设置。或者使用8路中的4路来组成差分信号。这些设置可以通过串口来选择。模拟输入模拟输入是双极的差分的。有两种方法来获得AD的模拟输入。单端型和差分型。当输入作为单端型的时候，COM端被保持在一个固定的电压。CHX各个通道的输入电压在这个固定的电压值上下变化，峰峰值为2倍的Vref。参考电压值决定COM端电压的变化范围。当输入作为差分输入方式，各通道的输入电压的振幅为CHX端与COM端输入的差值。每个通道的峰峰值为Vref。ConirrrDn-WodeConirrrDn-WodeVoltage{typicallyVref)NOTE:(1)Restivetcco-miTion-rr-odevotsge.CS―|_1□cmfinnr^LTLnj®_Din |S|A2|A1|a0XI律|PDl|PD。(START)BUSY―| |_1Dour'~|1S114I13I12I11I10I9I8I7]6I5I4|3I2I1I0| ZeroFilled.. | {MSB) (L5B)FIGURE8.ExternalClockMode,32ClocksPerConversion在第一个八个时钟周期内。可以通过Din端口向AD写入控制字符。一旦AD获得了足够的控制信息之后就对内部的输入多路器进行设置。AD就进入到采用模式。四个或四个以上的时钟周期之后。收到控制字符后，AD进入到转换模式。在这个时候，输入采样保持器进入保持模式。在之后的十六个时钟周期后完成实际的模拟数字转换。控制字符：上图中显示出控制字符的每位控制字的写入顺序。表中详细的给我这些控制字的说明。BIT7BIT7(MSB)BIT6BIT5BIT4SA2MAOBIT3BIT2BIT1BIT0(LSB}SGL/DIFP01PDO第一位“S”为控制字的起始位，必须为逻辑高。ADS8345会忽略所有的信息。直到Din端口收到“S”这个开始位。之后的三个位（A2-A0）可以用来选择模拟输入多路器的八个通道。A2A1A2A1AOCH。CH1CH2000+IN100*IN001+IN101010110011111CH3CH4CH5CH6CH7COM-IN-IN-IN+IN-IN+IN-IN+IN-IN+IN-IN+IN-IN2驱动程序的组织结构Linux的设备模型SPI接口是Motorola公司首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式（MasterSlave）架构；一般仅支持单Master，但可以支持多slave模式。时钟由Master控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前（MSBfirst），低位在后（LSB）；SPI接口有两根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可以达到Mbps级水平。SPI接口主要应用在EEPROM、FLASH、RTC、ADC、DSP以及数字信号解码器之间。它在芯片中只占用四根管脚用来控制以及进行数据传输，分别为SCK（时钟信号）、MOSI（主设备输出从设备输入）、MISO（主设备输入从设备输出），CS（片选信号，一般为低电平有效），节约了芯片的管脚数目，同时为PCB在布局上节省了空间。正是由于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片上都集成了SPI技术。其总线结构如图4.2所示：图4.2SPI总线结构首先，主从设备之间进行的通信，要确保两个设备之间时钟的一致性，要匹配否则就没有办法进行正常的通信了。对时钟（SCLK）来说，最重要的两个特性就是极性和相位了，只要保证两个设备的极性和相位保持一致，就可以保证两者正常通信。时钟（SCLK）的空闲时刻，就是当时钟在发送八个比特数据之前和之后的状态，与此对应的就是在时钟发送数据的时候，也就是SPI正常工作的时候。SPI的极性就是指，当时钟空闲的时候，其电平是高电平还是低电平。CPOL=0，表示时钟空闲的时候的电平是低电平；CPOL=1表示时钟空闲时候的电平是高电图4.3时钟极性从图中可以看出，时钟的波形（CPOL=0）在有输出八个脉冲，而在脉冲输出前和完成后都保持在低电平状态。此时的状态就是时钟空闲状态或无效状态，因为此时没有脉冲也就不会有数据传输。同理可以得出CPOL=1的图形，无效状态为高电平。时钟的相位就是表示当数据有效时刻，是在时钟的第几个条边沿进行采样，是在第一个或者第二个跳变沿进行采样。CPHA=0表示在时钟的第一个跳变沿进行采样，即读取数据。CPHA=1表示在时钟的第二个跳变沿进行数据采样。SPI接口的极性（CPOL）和相位（CPHA）分别可以是0或者是1，对应的组合可以实现SPI通信的四种模式:Mode0（CPOL=0,CPHA=0）、Mode1（CPOL=0,CPHA=1）、Mode2（CPOL=1,CPHA=0）、Mode3（CPOL=1,CPHA=1）。其详细对比如表4.1：

CycleSPICLKMOSIMISO1234CycleSPICLKMOSIMISO1234567SCPOL=0.CPHA=0(Format时钟空闲时刻电压低电平CPOL=0高电平CPOL=1数据采样时刻，时钟的第几个跳变沿采样第一个跳变沿CPHA=0上升沿采样（开始电压是低电平，而第一个跳变沿只能是从低到高，即上升沿）下降沿采样第二个跳变沿CPHA=1下降沿采样上升沿采样（开始电压是高电压，第二个跳变沿肯定是从低电平到高电平）其中Mode0和Mode3是最常用的模式，本系统采用的SPI接口协议即采用的Mode0，脉冲传输前和完成后都保持在低电平状态，所以CPOL=0即低电平是空闲时的电平。在第一个跳变沿（上升沿）进行数据采样，第二个跳变沿（下降沿）输出数据，对应着CPHA=0。其对应的时序图如4.4：图4.4SPI时序图（MODE0）Tiny210SPI移植Linux内核的内核源码中已经给出了三星s5pv210的SPI驱动，但是Tiny210核心板并没有启用这个驱动，因此需要在开发板中配置这个驱动，使得Tiny210支持SPI接口。通过对Linux内核相关的学习，得到在BSP包中添加添加SPI接口支持的方法：1）进入本开发板中的BSP相关的目录下，在Tiny210核心板中即是：/用户目录/Linux-/arch/arm/mach-s5pv210，打开Tiny210的板级支持包Mach-mini210.c，加入相关头文件的支持，因为s5pv210的SPI寄存器相关定义

和s3c64xx相同，故还是使用s3c64xx中SPI相关的寄存器，加入的头文件如下:#include<plat/s3c64xx-spi.h>#include<mach/spi-clocks.h>2）在平台相关设备中添加从设备相关结构体的定义，因为核心板有两个SPI控制器，需要填充设备结构体数组structspi_board_infos3c_spi_devs[]，在本BSP中的代码如下：staticstructspi_board_infos3c_spi_devs[]_initdata={[0]={.mode.max_speed_hz.busnum.irq.chip_select="spidev",=SPI_MODE_0,=10000000,=0,=IRQ_SPI0,.mode.max_speed_hz.busnum.irq.chip_select="spidev",=SPI_MODE_0,=10000000,=0,=IRQ_SPI0,=0,},[1]={.modalias.mode.max_speed_hz.busnum.irq.chip_select="ads8345”,=SPI_MODE_0,=1000000,=1,=IRQ_SPI1,=0,};本系统运用的是SPI1控制器，设备名字为ads8345,数据采集模式应用为Mode0即是CPOL=0,CPHA=0，采集速率为1MHz，SPI总线为一号总线，片选为低电平有效。3）在structplatform_device*mini210_devices[]_initdata数组平台中添加SPI控制器设备相关代码，用以在开发板初始化代码中注册进开发板，所添加的代码如下：&s5pv210_device_spi0,&s5pv210_device_spi1，设备结构体初始化代码，也就是SPI控制器设备结构体，包括设备名字，所用的资源等，s5pv210_device_spi0对应SPI第一个控制器，s5pv210_device_spi1对应第2个SPI控制器：structplatform_devices5pv210_device_spi0={.name="s3c64xx-spi",.id=0,.num_resources=ARRAY_SIZE(s5pv210_spi0_resource),.resource=s5pv210_spi0_resource,.dev={.dma_mask=&spi_dmamask,.coherent_dma_mask=DMA_BIT_MASK(32),.platform_data=&s5pv210_spi0_pdata,},};structplatform_devices5pv210_device_spi1={.name="s3c64xx-spi”,.id=1,.num_resources=ARRAY_SIZE(s5pv210_spi1_resource),.resource=s5pv210_spi1_resource,.dev={.dma_mask=&spi_dmamask,.coherent_dma_mask=DMA_BIT_MASK(32),.platform_data=&s5pv210_spi1_pdata,},};4)在开发板的初始化代码中把上面步骤添加的相关代码，通过调用注册设备函数即在staticvoid__initmini210_machine_init(void)中通过调用spi_register_board_info(s3c_spi_devs,ARRAY_SIZE(s3c_spi_devs))函数进行注册。mini2440SPI驱动移植1,在LinuxSourceCode中修改arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c文件，加入头文件：#include<linux/spi/spi.h>#include<../mach-s3c2410/include/mach/spi.h>然后加入如下代码：staticstructspi_board_infos3c2410_spi0_board[]=([0]=(.modalias="spidev",・bus_num=0,.chip_select=0,・irq=IRQ_EINT9,.max_speed_hz=500*1000,}}；11.staticstructs3c2410_spi_infos3c2410_spi0_platdata={13..pin_cs=S3C2410_GPG(2),.num_cs=1,・bus_num=0,.gpio_setup=s3c24xx_spi_gpiocfg_bus0_gpe11_12_13,TOC\o"1-5"\h\z}；18.staticstructspi_board_infos3c2410_spi1_board[]=([0]=(.modalias="spidev",.bus_num=1,.chip_select=0,25・.irq=IRQ_EINT2,.max_speed_hz=500*1000,}};29.30.staticstructs3c2410_spi_infos3c2410_spi1_platdata=(.pin_cs=S3C2410_GPG(3),.num_cs=1,.bus_num=1,.gpio_setup=s3c24xx_spi_gpiocfg_bus1_gpg5_6_7,};这里需要了解驱动架构，其中移植过程中容易出问题的地方时S3C2410_GPG(2)和S3C2410_GPG(3)两处地方，网上一般给的源代码是S3C2410_GPG2这在2.6.29中可行，但是在2.6.32源代码中没有定义S3C2410_GPG2宏定义，要使用S3C2410_GPG(2)宏定义。//注册SPI平台设备到虚拟平台总线上....在mini2440_devices[]平台数组中添加如下代码：&s3c_device_spi0,&s3c_device_spi1,最后在mini2440_machine_init函数中加入如下代码：s3c_device_spi0.dev.platform_data=&s3c2410_spi0_platdata;spi_register_board_info(s3c2410_spi0_board,ARRAY_SIZE(s3c2410_spi0_board));s3c_device_spi1.dev.platform_data=&s3c2410_spi1_platdata;spi_register_board_info(s3c2410_spi1_board,ARRAY_SIZE(s3c2410_spi1_board));最后需要修改arch/arm/plat-s3c24xx/KConfig文件找到如下代码段：configS3C24XX_SPI_BUS0_GPE11_GPE12_GPE13boolhelpSPIGPIOconfigurationcodeforBUS0whenconnectedtoGPE11,GPE12andGPE13.6.configS3C24XX_SPI_BUS1_GPG5_GPG6_GPG7boolhelpSPIGPIOconfigurationcodeforBUS1whenconnectedtoGPG5,GPG6andGPG7.修改为configS3C24XX_SPI_BUS0_GPE11_GPE12_GPE13bool"S3C24XX_SPI_BUS0_GPE11_GPE12_GPE13helpSPIGPIOconfigurationcodeforBUS0whenconnectedtoGPE11,GPE12andGPE13.6.configS3C24XX_SPI_BUS1_GPG5_GPG6_GPG7bool"S3C24XX_SPI_BUS1_GPG5_GPG6_GPG7"helpSPIGPIOconfigurationcodeforBUS1whenconnectedtoGPG5,GPG6andGPG7.最后我们配置编译文件：1.makemenuconfig

图2

图4最后编译内核makezImage至此，SPI驱动移植结束，2.4SPI移植驱动验证将编译好的内核导入开发板，并且编译LinuxSource自带的测试程序，在Documentation/spi下，修改spidev_test.c文件，将devicename改为/dev/spidev1.0交叉编译：arm-linux-gcc-I~/linux-/include/spidev_test.c将编译好的文件下载到开发板上，并且将开发板的SPIMOI和MIO短接，也就是让SPI自己发送自己接收，执行文件，我们看到如下结果：FFFFFFFFFFFF400000000095FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFDEADBEEFBAADF00D到此移植完毕，但要注意，mini2440上的SPI1被K3K43ADS8345驱动实现3.1Linux设备模型随着计算机的外设越来越丰富，设备管理已经成为现代操作系统的一项重要的任务，对于Linux来说也是同样的情况。每次Linux内核新版本的发布，都会伴随着一批设备驱动进入内核。在Linux内核里，驱动程序的代码量占了相当大的比重。Linux2.6内核最初为了应付电源管理的需求，提出了一个设备模型来管理所有的设备。在物理上，外设之间是有一种层次关系，为了对计算机设备进行统一的表示和操作，包括设备本身和设备与主机之间的链接关系，人们通过分析PCI和USB这两个总线，它们能够代表当前系统中的大多数设备总线，有着完善的热插拔和电源管理机制，从而得出设备模型的结构。如在一个典型的计算机系统中，CPU能够直接控制的是PCI总线设备，而USB总线设备是以一个PCI设备的形式接入到PCI总线上的，外部的USB设备再入USB总线设备上；当计算机执行挂起操作时，Linux内核应该以“外部USB设备->USB总线设备->PCI总线设备”的顺序通知每一个设备的执行电源挂起；执行恢复时则以相反的顺序通知每一个设备。如果不按这样的顺序则将有设备因为没有得到正确的通知，而没有执行电源相关的操作，从而使设备不能正常的工作。因为有这样的需要，必须能够建立一个树状的结构可以把所有的外设组织起来。这样就提出了建立Linux设备模型的概念。当然，既然设备模型已经建立起来，已经有了一个可以组织所有设备和驱动的树状结构，我们就可以通过这棵树去遍历所有的设备，建立设备和驱动程序之间的联系，根据设备类型的不同还可以对设备进行分门别类，这样用户就可以通过不同的视角更清晰的去学习Linux的内核，认识Linux的外部设备。Linux设备模型把很多设备共有的一些操作属性进行抽象，从而大大的减少了重复代码的编写过程，让开发者能够更加安全快速的开发驱动程序。上文提到过Linux设备的外设之间有一种层次关系，在Linux内核的设计中频繁地用到了这种思想。在设备驱动的设计中往往为相似的设备构建一个框架，在框架的核心层实现了这类设备的通用功能。如果具体的设备驱动函数不想应用核心层提供的函数，还可以重新实现该函数。图4.7反应了设备驱动核心层与具

体设备驱动的关系。这种层次化的思想在Linux的SPI、TTY、USB等子系统中得到了普遍的应用。某类设备的核心某类设备的

子燹的核心层某类设备的

子龚的核心层某类设备的

子燹的核心层某类设备的

子龚的核心层某类设备子A的实例1某类设备子B»实例某类设备子B的实例图4.7驱动分层结构在Linux驱动框架的构建过程中，除了有分层设计的思想外，为了实现代码的重复利用，还充分利用了主机控制器和外设驱动分离的思想。如果不这样做，那么当同一个外设用在不同种类的CPU上，都需要不同的驱动程序，这将是不可接受的。所以最佳的办法就是外设驱动不关心主机控制器，而主机控制器也不关心外设驱动，他们之间的通信都是通过中间层来完成。而这个中间层就是核心层，通过调用核心层的API函数来完成两者之间的信息传递，外设和主机控制器之间可以进行任意的组合，实现代码的最大重用。具体的分离思想可以用图4.8表示:主机控制器B驱动七几区力甬-日主机控制器B驱动七几区力甬-日P亥、^3kf、H~IrA7一二一，aaIL一一----44一L-_z>Jrr/7J*rrf/x^/图4.8驱动分离结构Linux2.6的设备模型，是由总线、设备和设备驱动这三个部分构成。总线的作用就是将设备和设备驱动进行匹配和绑定，在系统每注册一个设备的时候，总线会寻找与之匹配的设备驱动，同时在注册每一个设备驱动时，总线也会匹配相应的设备。Linux内核一般的设备都会挂接在一种总线上，像SPI设备、I2C设备、USB设备等。对Linux内核中SPI设备模型的研究学习是编写基于SPI总线设备驱动的基础。在开发需要给用户层提供接口的驱动中，常用的方法有以下三种：注册虚拟的字符设备文件，以这个虚拟设备上的read/write/ioctl等接口与用户交互，许多子系统就是基于此种方式实现与用户的交互，其中包括SPI子系统；注册proc接口，接收用户的read/write/ioctl操作；注册sysfs属性，利用属性文件的show/store文件属性实现用户交互；其中，基于子系统开发驱动程序已经是Linux内核的普遍做法了。图4.9是针对Tiny210核心板中SPI控制系统的一个简单描述：图4.9SPI驱动层次结构图连接所有SPI设备和驱动的连接所有平台设备和驱动的PlatformbusSPI总线叮理解为连接所有SPI设备和驱动的连接所有平台设备和驱动的PlatformbusSPI总线叮理解为SPI控制器引山的总线WT设备对应的spi_deviceSPI控制器对应的platformdeviceSPT设备射应为spi_dri.verSPI控制器对陶的platforsidriver在Linux的设备模型中有些集成在芯片上的设备，挂接在片上系统的内存空间的外设等，不依赖于某种实体总线。为了统一Linux设备模型，Linux内核发明了一种虚拟总线，称为platform总线，相对应的设备称为platform_device，对应的驱动为plarform_driver。但是platform_device是Linux提供的一种虚拟方法，并不是和块设备、字符设备、网络设备并列的概念。在本系统s5pv210芯片中，把内部集成的I2C、SPI等都定义为platform_device设备，而他们本身都是字符设备。platform_bus对应的结构体是platform_bus_type,其定义在linux\driver\base\Platform.c文件中，这个在内核开始就是定义好的，其代码如下：structbus_typeplatform_bus_type={.name ="platform", 〃名称.dev_attrs =platform_dev_attrs,〃总线属性.match =platform_match, 〃匹配函数.uevent =platform_uevent,.pm=&platform_dev_pm_ops,};platform_device对应的即是s5pv210处理器对应的SPI控制器，其相关的定义在linux\arch\arm\mach-s5pv210\Dev-spi.c中，定义的代码如下：structplatform_devices5pv210_device_spi1={.name="s3c64xx-spi",//名称，要和platform_driver匹配.id=1, //第二个控制器，s5pv210中有三个SPI控制器.num_resources=ARRAY_SIZE(s5pv210_spi1_resource),〃占用资源的大小.resource=s5pv210_spi1_resource,//指向资源结构数组的指针.dev={.dma_mask =&spi_dmamask,//dma寻址范围.coherent_dma_mask=DMA_BIT_MASK(32),//DMA位掩码.platform_data=&s5pv210_spi1_pdata,〃特殊的平台数据，用于控制器管脚的IO配置},};3)platform_driver的定义文件为linux\driver\spi\Spi_s3c64xx.c，其定义代码如下：staticstructplatform_drivers3c64xx_spi_driver={.driver={.name="s3c64xx-spi",//驱动名称和platform_device一致.owner=THIS_MODULE,},.remove=s3c64xx_spi_remove,.suspend=s3c64xx_spi_suspend,.resume=s3c64xx_spi_resume,};总线把设备驱动程序和平台上注册的设备相匹配后，会根据下文注册进来的spi_device创建用于描述SPI控制器的结构体spi_master，用于描述控制器对象的属性比如序号(系统中存在多个控制器)、SPI模式、时钟设置和数据传输用到的函数等。结构体定义如下：structspi_master{structdevicedev;s16 bus_num;//SPI控制器的编号u16 num_chipselect;//支持的片选数量int(*setup)(structspi_device*spi);//针对SPI设备设置传输模式和时钟频率int (*transfer)(structspi_device*spi,structspi_message*mesg);//实现数据的双向传输void (*cleanup)(structspi_device*spi);};spi_bus可以理解为SPI控制器引出的总线，相当于platform_bus的下一级结构，体现着Linux的分层思想。其定义在linux\driver\spi\Spi.c,其定义代码：structbus_typespi_bus_type={ II_'!!.name = spi,.dev_attrs = spi_dev_attrs,.match = spi_match_device,.uevent=spi_uevent,.suspendsspi_suspend,.resume=spi_resume,};spi_device即是我们自己需要添加的设备，需要构建设备本身的特性，传输要求，以及挂接在哪条总线上等属性，并把设备注册进内核。因为这是和开发板相关的代码，一般需要在板级支持包相关的文件中添加代码。对于本系统主要是添加ADS8345模数转换模块的支持，需要在linux\arch\arm\mach_s5pv210\Mach_mini210.c中添加代码结构体如下：staticstructspi_board_infos3c_spi_devs[]__initdata={.modalias="ads8345",//设备名称.mode=SPI_MODE_0,//选择的传输模式.max_speed_hz=1000000,//最大的传输速率.bus_num=1, 〃连接的总线号.irq=IRQ_SPI1,//中断号.chip_select},=0, 〃片选线号};6)spi_driver即为设备对应的驱动，本系统中就是实现ADS8345的驱动程

序。3.2驱动接口实现ADS8345芯片相关的信息在上文已经进行了详细的介绍，本节通过编写驱动函数来为上层的Linux应用程序提供接口。主要的功能函数如表4.2：表4.2A/D驱动函数接口函数名称描述ads8345_init驱动加载时候执行的函数，驱动函数的初始化函数，包括注册字符设备驱动、注册类和注册SPI子系统设备驱动等ads8345_probeSPI总线匹配设备和驱动执行的函数，建立设备节点提供字符设备其他操作函设备节点ads8345_open设备驱动打开函数，给应用程序提供打开驱动的接口函数，创建设备结构体对象ads8345_write设备写函数，将应用程序的命令数据发送到设备，给应用程序提供写函数接口ads8345_read设备读函数，将设备转化后的结果返回给应用程序，给应用程序提供读函数接口ads8345_release设备关闭文件函数，当应用程序不再使用设备时，关闭已经打开的文件的函数接口ads8345_exit驱动卸载时系统调用执行的函数，释放申请的资源等做一些清理工作设备描述文件的的结构体，一般驱动程序编写者自己定义，把常用的变量、结构体及指针存入其中：structads8345_data{dev_t devt;〃保存设备主从设备号structspi_device*spi;//spi设备指针structlist_headdevice_entry;〃设备列表头structmutexbuf_lock;//互斥访问量u8 *buffer; 〃内核控件缓冲区};定义文件的入口操作数据结构，应用程序调用这些函数来调用驱动程序中的

函数:.owner=staticconststructfile_operationsads8345_fops={.owner=THIS_MODULE,.owner=.write=ads8345_write,.read=ads8345_read,.write=ads8345_write,.read=ads8345_read,.open=.release=.open=.release=ads8345_release,};本驱动是基于SPI子系统进行通信，利用SPI子系统实现模拟字符驱动的关键结构体代码为：staticstructspi_driverads8345_spi_driver={.driver={.name="ads8345",.owner=THIS_MODULE,},.probe=ads8345_probe,.remove=__devexit_p(ads8345_remove),};(1)ads8345_init为设备驱动加载后，Linux内核调用执行的第一个函数。该函数主要进行字符设备的注册，包括注册设备操作的结构体，创建设备对应的类，后续根据创建的类建立设备节点。把设备做为SPI子系统的驱动注册进内核。上述每个函数都有可能因资源被占用的等情况而失败，因此在失败的情况下，必须把已经申请到的资源还给内核。主要的函数为：register_chrdev(ADS8345_MAJOR,"ads8345",&ads8345_fops);class_create(THIS_MODULE,"ads8345");spi_register_driver(&ads8345_spi_driver);函数的执行流程如图4.10：失败失败成功失败失败成功注册字符设备"■■■■■(Register_chrdev)"成功创建设备类'''•...(class_creat)-"""移除注册字符设备(unregister_chrdeV失败 一注册SPI子系统驱动1""■■■■■.(spi_register_driver)"'取消建立类(classdestroy移除注册字符设备(unregister_chrdeV成功1— /返回状态: 图4.10ads8345_init流程图(2)ads8345_probe是SPI子系统比较重要的一个函数，在注册SPI设备后，SPI总线会匹配设备和驱动的名字，当有相同的名字的时候，系统会自动调用该函数。在函数中会执行对结构体ads8345_data分配内存，对数据进行一些初始化工作，并创建用于字符设备读写函数操作所用的节点/dev/ads8345,将增加的设备添加到spi总线设备列表中。主要的函数为：structads8345_data*spidev;kzalloc(sizeof(*spidev),GFP_KERNEL);device_create(ads8345_class,&spi->dev,spidev->devt,spidev,"ads8345");list_add(&spidev->device_entry,&device_list);函数的执行流程图如4.11：

失败分配内存 (kzalloc)成功失败初始化ads8345_data

结构体数据失败创建设备节点(devicecreatA'成功I增加到设备列表(list_ad)T返回状态—vy图4.11ads8345_probe流程图(3)ads8345_open主要是为应用层提供打开设备的接口，该函数中主要完成从SPI设备列表中遍历需要打开的文件，如果存在则为分配内核buffer，作为后续接收应用层数据的缓冲区，并且将设备结构体作为打开文件的私有数据存储起来，以后的读写函数都可以使用这个私有数据，如果不存在则返回错误状态信息。具体的函数如下：list_for_each_entry(spidev,&device_list,device_entry)；kmalloc(bufsiz,GFP_KERNEL);filp->private_data=spidev;其执行流程如图4.12：失败添加到打开文件私有 打印出错信息数据(失败添加到打开文件私有 打印出错信息数据(Filp-> JeV—dbGprivate_data=spidev)图4.12ads8345_open流程图循环遍历设备节点 .(.listforeachentry ..)'".y匚二，....成功分配内核buffer(kmalloc)失败成功(4)ads8345_write和ads8345_read函数在内核中扮演着作用相反的角色，前一个用于为应用程序提供写函数接口，而后一个则是为应用程序提供一个读函数接口。但他们在内核中的执行流程是非常的相似，而且在Linux内核SPI子系统中的最终都是调用同一个函数spi_asys函数来完成最终的数据传输。与应用程序的交互是通过copy_to_user/copy_from_user两个函数来完成。在函数传输过程中有非常重要的两个结构体，spi_message和spi_transfer。spi_message描述了一次完整的读写过程，而spi_transfer代表一次单独的读或者写过程，多个spi_transfer组成一个spi_message。以ADS8345的典型工作读写时序图(图3.4)为例，从Din写入数据到Dout完成输出数据，24个时钟周期组成一个spi_message。但可以把它分为两个spi_transfer，前8个时钟写命令为一个spi_transfer，后16个时钟周期读数据为一个spi_transfer，在本驱动的写函数中表示为：staticinlinessize_tads8345_sync_write(structads8345_data*spidev,size_tlen){structspi_transfer t={.tx_buf =spidev->buffer,//驱动中要发送的数据括：copy_from_user(spidev->buffer,buf,count);ads8345_sync_write(spidev,count);ads8345_sync(spidev,&m);spi_async(spidev->spi,message);其执行流程如图4.13,开始应用程序调用括：copy_from_user(spidev->buffer,buf,count);ads8345_sync_write(spidev,count);ads8345_sync(spidev,&m);spi_async(spidev->spi,message);其执行流程如图4.13,开始应用程序调用(write)失败返回状态*参数传递到内核•••.(copy_from_us