1 引言
在嵌入式系統(tǒng)中基于ARM微核的嵌入式處理器已經(jīng)成為市場主流。隨著ARM技術的廣泛應用，建立面向ARM構架的嵌入式操作系統(tǒng)成為測量行業(yè)的熱點問題。在LINUX操作系統(tǒng)中添加新的外部設備時，只需為其添加對應的驅動程序即可。介紹另一種驅動程序的編寫方式，即采用MISC類設備。其實質也是一個字符設備?？蓪⒂脩舾鞣N不同的驅動設備類型合成到一種類型中，共用一個主設備號，通過不同的次設備號和設備節(jié)點名來區(qū)分?？煞奖愎芾磉@些驅動模塊。字符型的驅動設備模塊在掛載時都要分配主設備號、次設備號和創(chuàng)建設備節(jié)點名，在卸載驅動設備時還必須同時刪掉設備節(jié)點名。通過采用MISC類設備，在掛載設備驅動時無須再用到mknod命令分配主設備號、次設備號和創(chuàng)建設備節(jié)點名，在insmodl掛載之后，只須mdev—s就能自動裝配/dev目錄下的設備文件。
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W/B接高電平時，16位數(shù)據(jù)從DB0傳輸?shù)紻Bl5，DB0為最低位，DBl5為最高位。當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為最低位，DB7為最高位。當以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)的最高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。當以字節(jié)模式讀校正寄存器時，必須先讀低字節(jié)。
3 AD7859L驅動程序
操作系統(tǒng)一般提供設備驅動程序完成對特定硬件的控制，以建立應用程序和設備之間的抽象接口，而不是應用程序直接操作硬件。設備驅動程序實際上是操作硬件的軟件，是內核中具有最高特權級的、駐留內存的、可共享的底層硬件處理例程。
采用MISC類設備來添加AD7859L驅動。AD7859L的結構體定義語句如下：
從2.6版本內核開始引入了platform這個概念，在開發(fā)底層驅動程序時，首先要確認設備的地址、中斷向量號。在內核中添加AD7859L的地址、中斷號、設備節(jié)點名。設備驅動在加載時首先需要調用的入口函數(shù)module_init()，該函數(shù)完成設備驅動的初始化工作，如寄存器置位、結構體賦值等，其中最重要的工作就是向內核注冊該設備。在應用程序中打開設備文件，然后利用ioctl()函數(shù)向驅動傳遞各種控制命令。每一次A/D轉換完成后都會產(chǎn)生中斷，調用中斷響應函數(shù)，將轉換好的數(shù)據(jù)寫到緩沖區(qū)中。當用戶需要讀取A/D轉換的數(shù)據(jù)時，通過調用read()函數(shù)，讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。驅動程序結構如圖1所示。
3.1 平臺資源
在2.6內核中將每個設備的資源用結構platform_device描述，該結構體在/include/linux/platform_device.h中定義。AD7859L驅動的平臺資源如下。在文件/arch/arm/roach—s3c2410/devs.c中添加下述結構體。
該宏定義在map.h文件中。第二組描述了AD7859L設備的中斷向量號。flags描述資源類型，設備驅動會根據(jù)flags來獲取相應的資源信息。在結構體static struct platform_device*smdk2410_devices[]__initdata添加上述s3c_device_ad7859ADC平臺資源。該結構體在/arch/arm/mach—s3c2410/mach—smdk2410.C文件中定義。
3.2 MISC類設備
在AD7859L的結構體內創(chuàng)建一個miscdevice類型設備驅動的結構體指針，增添一個misc類型設備。該結構體在/include/miscdevice.h中定義。
在AD7859L驅動的probe函數(shù)中調用misc_register(stmctmiscdevice*misc)函數(shù)，對misc類設備注冊，這個函數(shù)會為內核注冊一個misc類型設備，如果minor被設置為MISCDYNAMIC_MINOR，系統(tǒng)會動態(tài)的為該設備分配一個次設備號，用以區(qū)分其他的設備。不同類型的設備調用的設備注冊和注銷函數(shù)有所不同。misc類設備的注銷函數(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 應用
測試的應用程序相對簡單，利用open函數(shù)打開設備文件，通過ioctl函數(shù)設置AD7859L的各個采樣參數(shù)，包括選擇哪幾路通道進行采樣，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)，在程序退出時調用close函數(shù)關閉設備文件。
4 結語
AD7859L是一款高速、低功耗的模數(shù)轉換器，在測量行業(yè)有著很廣闊的應用前景。隨著大家對Linux的認可，嵌入式Linux會被越來越多的人所接受。通過介紹在Linux下以MISC類設備方式開發(fā)AD7859L的設備驅動程序，讓大家更清楚的理解MISC類型設備的操作方法。