OpenHarmony：全流程講解如何編寫ADC平臺驅動以及應用程序

2023-09-06 15:27:22

ADC（Analog to Digital Converter），即模擬-數字轉換器，可將模擬信號轉換成對應的數字信號，便于存儲與計算等操作。除電源線和地線之外，ADC只需要1根線與被測量的設備進行連接。

https://ost.51cto.com

一、案例簡介

該程序是基于OpenHarmony標準系統編寫的基礎外設類：ADC驅動。

目前該案例已在凌蒙派-RK3568開發板跑通。詳細資料請參考官網：https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk3568-openharmony/tree/master/samples/b04_platform_device_adc。

詳細資料請參考OpenHarmony官網：

ADC平臺驅動開發
ADC應用程序開發

二、基礎知識

1、ADC簡介

2、ADC平臺驅動

在HDF框架中，同類型設備對象較多時（可能同時存在十幾個同類型配置器），若采用獨立服務模式，則需要配置更多的設備節點，且相關服務會占據更多的內存資源。相反，采用統一服務模式可以使用一個設備服務作為管理器，統一處理所有同類型對象的外部訪問（這會在配置文件中有所體現），實現便捷管理和節約資源的目的。ADC模塊即采用統一服務模式。如下圖所示：

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ADC模塊各分層的作用為：

接口層：提供打開設備，寫入數據，關閉設備的能力。
核心層：主要負責服務綁定、初始化以及釋放管理器，并提供添加、刪除以及獲取控制器的能力。
適配層：由驅動適配者實現與硬件相關的具體功能，如控制器的初始化等。

在統一模式下，所有的控制器都被核心層統一管理，并由核心層統一發布一個服務供接口層，因此這種模式下驅動無需再為每個控制器發布服務。

詳細資料請參考官網地址：ADC平臺驅動

3、ADC應用程序

ADC模塊提供的主要接口如表1所示，具體API詳見//drivers/hdf_core/framework/include/platform/adc_if.h。

ADC驅動API接口功能介紹如下所示：

接口名	接口描述
DevHandle AdcOpen(uint32_t number)	打開ADC設備
void AdcClose(DevHandle handle)	關閉ADC設備
int32_t AdcRead(DevHandle handle, uint32_t channel, uint32_t *val)	讀取AD轉換結果值

使用ADC設備的一般流程如下所示：

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詳細資料請參考官網地址：ADC應用程序

三、程序解析

1、準備工作

查看《凌蒙派-RK3568開發板_排針說明表_》（即Git倉庫的//docs/board/凌蒙派-RK3568開發板_排針說明表_v1.0.xlsx），選中ADC5（即ADC5）。

2、配置文件

（1）device_info.hcs

創建config/device_info.hcs，用于驅動設備描述，具體內容如下：

#include "adc_config.hcs"

root {
    device_info {
        platform :: host {
            device_adc :: device {
                device0 :: deviceNode {                         // ADC控制器信息描述
                    policy = 2;                                 // 對外發布服務，必須為2，用于定義ADC管理器的服務
                    priority = 50;
                    permission = 0644;
                    moduleName = "HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER";    // 這與drivers/hdf_core/framework/support/platform/src/adc/adc_core.c的g_adcManagerEntry.moduleName對應，它主要負責ADC的管理
                    serviceName = "HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER";
                }
                device1 :: deviceNode {
                    policy = 0;                                 // 等于0，不需要發布服務
                    priority = 55;                              // 驅動驅動優先級
                    permission = 0644;                          // 驅動創建設備節點權限
                    moduleName = "linux_adc_adapter";           // 用于指定驅動名稱，必須是linux_adc_adapter
                    deviceMatchAttr = "linux_adc_adapter";      // 用于配置控制器私有數據，必須與adc_config.hcs中對應控制器保持一致
                }
            }
        }
    }
}

注意：

device0：ADC控制器，為了引入HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER驅動，必須要。
device1：ADC實際操作接口。
moduleName：該驅動名稱，必須是linux_adc_adapter，//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c已編寫好。
deviceMatchAttr：關鍵字必須與config.hcs的match_attr匹配。

（2）adc_config.hcs

創建config/adc_config.hcs，用于定義私有變量，具體內容如下：

root {
    platform {
        adc_config {
            match_attr = "linux_adc_adapter";       // 與device_info.hcs的deviceMatchAttr的值一致
            template adc_device {                   // 必須與//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c的配置樹定義保持一致
                deviceNum = 0;                      // 設備號標識
                channelNum = 8;                     // ADC通道數量
                driver_channel0_name = "";          // 通道0在linux文件系統路徑
                driver_channel1_name = "";          // 通道1在linux文件系統路徑
                driver_channel2_name = "";          // 通道2在linux文件系統路徑
                driver_channel3_name = "";          // 通道3在linux文件系統路徑
                driver_channel4_name = "";          // 通道4在linux文件系統路徑
                driver_channel5_name = "";          // 通道5在linux文件系統路徑
                driver_channel6_name = "";          // 通道6在linux文件系統路徑
                driver_channel7_name = "";          // 通道7在linux文件系統路徑
                scanMode = 0;                       // 掃描模式（必要，但無意義）
                rate = 1000;                        // 轉換速率（必要，但無意義）
            }
            device_0 :: adc_device {
                deviceNum = 0;
                channelNum = 8;
                driver_channel0_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw";
                driver_channel1_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage1_raw";
                driver_channel2_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage2_raw";
                driver_channel3_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage3_raw";
                driver_channel4_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage4_raw";
                driver_channel5_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage5_raw";
                driver_channel6_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage6_raw";
                driver_channel7_name = "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage7_raw";
            }
        }
    }
}

ADC實際驅動是//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c，template adc_device定義的各項關鍵變量是由adc_iio_adapter.c決定，不可修改。

adc_iio_adapter.c實際是對Linux IIO子系統進行操作來控制ADC。

注意：

channelNum：表示通道數量。
driver_channelX_name：必須是從0開始。

（3）參與配置樹編譯

編輯//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/hdf.hcs，將device_info.hcs添加配置樹中。具體內容如下所示：

#include "../../samples/b04_platform_device_adc/config/device_info.hcs"

3、HDF驅動

ADC平臺驅動是//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c，用戶不必編寫HDF驅動。

4、參與Linux內核編譯

編輯//kernel/linux/config/linux-5.10/arch/arm64/configs/rk3568_standard_defconfig，啟用CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_ADC，具體內容如下：

CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_ADC=y

5、應用程序

（1）adc_test.c

添加平臺驅動ADC的頭文件，具體內容如下：

#include "adc_if.h"                 // ADC標準接口頭文件

程序可通過，具體內容如下：

int main(int argc, char* argv[])
{
    DevHandle handle = NULL;
    int32_t ret;
    uint32_t value;

    // 解析參數
    parse_opt(argc, argv);
    printf("adc_device: %d\n", m_adc_device);
    printf("adc_channel: %d\n", m_adc_channel);

    // 打開ADC設備
    handle = AdcOpen(m_adc_device);
    if (handle == NULL) {
        PRINT_ERROR("AdcOpen failed\n");
        return -1;
    }

    // 進行AD轉換并讀取轉換結果
    ret = AdcRead(handle, m_adc_channel, &value);
    if (ret != 0) {
        PRINT_ERROR("AdcRead failed and ret = %d\n", ret);
        AdcClose(handle);
        return -1;
    }

    printf("Adc Device(%d), Channel(%d) read successful and value = %d\n", m_adc_device, m_adc_channel, value);

    // 關閉ADC設備
    AdcClose(handle);

    return 0;
}

（2）BUILD.gn

import("http://build/ohos.gni")
import("http://drivers/hdf_core/adapter/uhdf2/uhdf.gni")

print("samples: compile rk3568_adc_test")
ohos_executable("rk3568_adc_test") {
  sources = [ "adc_test.c" ]
  include_dirs = [
    "$hdf_framework_path/include",
    "$hdf_framework_path/include/core",
    "$hdf_framework_path/include/osal",
    "$hdf_framework_path/include/platform",
    "$hdf_framework_path/include/utils",
    "$hdf_uhdf_path/osal/include",
    "$hdf_uhdf_path/ipc/include",
    "http://base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/kits/include",
    "http://third_party/bounds_checking_function/include",
  ]

  deps = [
    "$hdf_uhdf_path/platform:libhdf_platform",
    "$hdf_uhdf_path/utils:libhdf_utils",
    "http://base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/innerkits:libhilog",
  ]

  cflags = [
    "-Wall",
    "-Wextra",
    "-Werror",
    "-Wno-format",
    "-Wno-format-extra-args",
  ]

  subsystem_name = "applications"
  part_name = "product_rk3568"
  install_enable = true
}

（3）參與應用程序編譯

編輯//vendor/lockzhiner/rk3568/samples/BUILD.gn，開啟編譯選項。具體如下：

"b04_platform_device_adc/app:rk3568_adc_test",

四、程序編譯

建議使用docker編譯方法，運行如下：

hb set -root .
hb set
# 選擇lockzhiner下的rk3568編譯分支。
hb build -f

五、運行結果

該程序運行結果如下所示：

# rk3568_adc_test -d 0 -c 5
../../vendor/lockzhiner/rk3568/samples/b21_platform_device_adc/app/adc_test.c, main, 103, info: adc_device: 0
../../vendor/lockzhiner/rk3568/samples/b21_platform_device_adc/app/adc_test.c, main, 104, info: adc_channel: 5
Adc Device(0), Channel(5) read successful and value = 955
#

可以將ADC引腳通過引線接入排針線中的GNU或3V3中，可以查看ADC的變化。

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