1 引言

　　隨著微處理器的產(chǎn)生，價格低廉、結(jié)構(gòu)小巧的CPU和外設(shè)連接提供了穩(wěn)定可靠的硬件架構(gòu)，那么限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出表現(xiàn)在了軟件方面。盡管從八十年代末開始，陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)，比較著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和Windows CE.但這些專用操作系統(tǒng)都是商業(yè)化產(chǎn)品，其高昂的價格使許多低端產(chǎn)品的小公司望而卻步；而且，源代碼封閉性也大大限制了開發(fā)者的積極性。另外，結(jié)合國內(nèi)實情，當(dāng)前國家對自主操作系統(tǒng)的大力支持，也為源碼開放的LINUX的推廣提供的廣闊的發(fā)展前景。還有，對上層應(yīng)用開發(fā)者而言，嵌入式系統(tǒng)需要的是一套高度簡練、界面友善、質(zhì)量可靠、應(yīng)用廣泛、易開發(fā)、多任務(wù)，并且價格低廉的操作系統(tǒng)。在不久的將來，從冰箱到收音機都會內(nèi)置處理器。因為Linux的開放性，許多人認(rèn)為Linux非常適合多數(shù)Internet設(shè)備。他們認(rèn)為Linux可以支持不同的設(shè)備，支持不同的配置。Linux對廠商不偏不倚而且成本極低，能夠很快成為用于各種設(shè)備的操作系統(tǒng)。如今，業(yè)界已經(jīng)達(dá)成共識：即嵌入式linux是大勢所趨，其巨大的市場潛力與醞釀的無限商機必然會吸引眾多的廠商進(jìn)入這一領(lǐng)域。

    通過采用MISC類設(shè)備，在掛載設(shè)備驅(qū)動時無須再用到mknod命令分配主設(shè)備號、次設(shè)備號和創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點名，在insmodl掛載之后，只須mdev-s就能自動裝配/dev目錄下的設(shè)備文件。

　　高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器有多種結(jié)構(gòu)可供選擇，其中以快閃式、流水線式或折疊/內(nèi)插式等三種。采用快閃式及折疊/內(nèi)插式的結(jié)構(gòu)可讓數(shù)字 CMOS 工藝發(fā)揮更大的靈活性。折疊式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點是速度快，而且所需的比較器比快閃式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器少。內(nèi)插式模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器則只需極少量輸入放大器，而且所需的輸入電容也較低。我們所知的折疊/內(nèi)插式結(jié)構(gòu)便是這兩種技術(shù)的集成，其優(yōu)點是管芯體積較小、功耗較低、而動態(tài)性能又很高。

　　2 AD7859L的引腳功能描述和寄存器

　　AD7859L的引腳功能描述如表1所示。

　　AD7859L包含一個控制寄存器，A/D轉(zhuǎn)換輸出寄存器，狀態(tài)寄存器，測試寄存器和10位校正寄存器?？刂萍拇嫫髦荒軐懭?，A／D轉(zhuǎn)換輸出寄存器和狀態(tài)寄存器只能讀取，測試寄存器和校正寄存器是可讀可寫的。

　　向AD7859L寫入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)寬度必須是16位。16位數(shù)據(jù)寫入AD7859L時，既可作為一個16位字，也可作為2個8位字節(jié)，取決于引腳W/B上的邏輯電平。當(dāng)W/B接高電平時，16位數(shù)據(jù)從DB0傳輸?shù)紻Bl5，DB0為位，DBl5為位。當(dāng)W/B接低電平時，引腳DB8/HBEN作為高字節(jié)使能，2個8位字節(jié)的數(shù)據(jù)從DB0傳輸?shù)紻B7，DB0為位，DB7為位。當(dāng)以2個8位字節(jié)寫入數(shù)據(jù)時，必須先寫低字節(jié)，再寫高字節(jié)。16位數(shù)據(jù)的2位ADDRl、ADDR0，通過編碼決定訪問哪一個寄存器，后面的14位數(shù)據(jù)寫入該寄存器。表2為編碼分布。

　　讀寄存器時必須先設(shè)置控制寄存器的DB6和DB7位，即RDSLTO和RDSLTl。這2位通過編碼決定訪問哪一個寄存器。上電時這2位初始值是00，因此讀取操作訪問的寄存器是A／D轉(zhuǎn)換輸出寄存器。同寫寄存器一樣，字模式或者字節(jié)模式均可以。當(dāng)以字節(jié)模式讀校正寄存器時，必須先讀低字節(jié)。

　　3 AD7859L驅(qū)動程序

　　操作系統(tǒng)一般提供設(shè)備驅(qū)動程序完成對特定硬件的控制，以建立應(yīng)用程序和設(shè)備之間的抽象接口，而不是應(yīng)用程序直接操作硬件。設(shè)備驅(qū)動程序?qū)嶋H上是操作硬件的軟件，是內(nèi)核中具有特權(quán)級的、駐留內(nèi)存的、可共享的底層硬件處理例程。

　　采用MISC類設(shè)備來添加AD7859L驅(qū)動。AD7859L的結(jié)構(gòu)體定義語句如下：

　　從2．6版本內(nèi)核開始引入了platform這個概念，在開發(fā)底層驅(qū)動程序時，首先要確認(rèn)設(shè)備的地址、中斷向量號。在內(nèi)核中添加AD7859L的地址、中斷號、設(shè)備節(jié)點名。設(shè)備驅(qū)動在加載時首先需要調(diào)用的入口函數(shù)module_init()，該函數(shù)完成設(shè)備驅(qū)動的初始化工作，如寄存器置位、結(jié)構(gòu)體賦值等，其中重要的工作就是向內(nèi)核注冊該設(shè)備。在應(yīng)用程序中打開設(shè)備文件，然后利用ioctl()函數(shù)向驅(qū)動傳遞各種控制命令。每A/D轉(zhuǎn)換完成后都會產(chǎn)生中斷，調(diào)用中斷響應(yīng)函數(shù)，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)寫到緩沖區(qū)中。當(dāng)用戶需要讀取A／D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)時，通過調(diào)用read()函數(shù)，讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　3．1 平臺資源

　　在2．6內(nèi)核中將每個設(shè)備的資源用結(jié)構(gòu)platform_device描述，該結(jié)構(gòu)體在／include／linux／platform_device．h中定義。AD7859L驅(qū)動的平臺資源如下。在文件／arch／arm／roach—s3c2410／devs．c中添加下述結(jié)構(gòu)體。

　　該宏定義在map．h文件中。第二組描述了AD7859L設(shè)備的中斷向量號。flags描述資源類型，設(shè)備驅(qū)動會根據(jù)flags來獲取相應(yīng)的資源信息。在結(jié)構(gòu)體static struct platform_device*smdk2410_devices[]__initdata添加上述s3c_device_ad7859ADC平臺資源。該結(jié)構(gòu)體在／arch／arm／mach—s3c2410／mach—smdk2410．C文件中定義。

　　3．2 MISC類設(shè)備

　　在AD7859L的結(jié)構(gòu)體內(nèi)創(chuàng)建一個miscdevice類型設(shè)備驅(qū)動的結(jié)構(gòu)體指針，增添一個misc類型設(shè)備。該結(jié)構(gòu)體在/include／miscdevice．h中定義。

　　在AD7859L驅(qū)動的probe函數(shù)中調(diào)用misc_register(stmctmiscdevice*misc)函數(shù)，對misc類設(shè)備注冊，這個函數(shù)會為內(nèi)核注冊一個misc類型設(shè)備，如果minor被設(shè)置為MISCDYNAMIC_MINOR，系統(tǒng)會動態(tài)的為該設(shè)備分配一個次設(shè)備號，用以區(qū)分其他的設(shè)備。不同類型的設(shè)備調(diào)用的設(shè)備注冊和注銷函數(shù)有所不同。misc類設(shè)備的注銷函數(shù)為misc_deregister(struct miscdevice}misc)。成功均返回零，否則返回一個錯誤代碼。

　　3．3 應(yīng)用

　　測試的應(yīng)用程序相對簡單，利用open函數(shù)打開設(shè)備文件，通過ioctl函數(shù)設(shè)置AD7859L的各個采樣參數(shù)，包括選擇哪幾路通道進(jìn)行采樣，采樣的時間間隔，采樣的方式等等。利用read函數(shù)讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，在程序退出時調(diào)用close函數(shù)關(guān)閉設(shè)備文件。

　　4 結(jié)語

　　AD7859L是一款高速、低功耗的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在測量行業(yè)有著很廣闊的應(yīng)用前景。隨著大家對Linux的認(rèn)可，嵌入式Linux會被越來越多的人所接受。通過介紹在Linux下以MISC類設(shè)備方式開發(fā)AD7859L的設(shè)備驅(qū)動程序，讓大家更清楚的理解MISC類型設(shè)備的操作方法。