嵌入式ADC驅(qū)動框架：通道控制 + 數(shù)據(jù)讀取全流程剖析
加入技術(shù)交流群
一個嵌入式操作系統(tǒng)或驅(qū)動框架中的 ADC（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）驅(qū)動模塊，用于管理 ADC 通道的配置、讀取、啟停等功能。以下是對各部分的詳細(xì)解讀：
一、基本結(jié)構(gòu)和宏控制
#ifdef MR_USING_ADC
條件編譯宏，只有定義了 MR_USING_ADC 的情況下，ADC 驅(qū)動代碼才會被編譯進(jìn)工程。
二、ADC 通道配置相關(guān)函數(shù)1. adc_channel_set_configure
MR_INLINE int adc_channel_set_configure(struct mr_adc *adc, int channel, struct mr_adc_config config)
功能： 設(shè)置某個 ADC 通道是否啟用。
關(guān)鍵點：
檢查通道索引是否越界（通過 adc->channels 位圖大小計算最大通道數(shù)）。
調(diào)用驅(qū)動提供的 channel_configure 接口來使能或禁用通道。
用 adc->channels 位圖記錄通道的啟用狀態(tài)：
if (config.state == MR_ENABLE) MR_BIT_SET(adc->channels, (1 << channel)); // 置位對應(yīng)通道 else MR_BIT_CLR(adc->channels, (1 << channel)); // 清除對應(yīng)通道
2. adc_channel_get_configure
MR_INLINE int adc_channel_get_configure(struct mr_adc *adc, int channel, struct mr_adc_config *config)
功能： 獲取指定通道的配置狀態(tài)。
實現(xiàn)：
根據(jù) adc->channels 位圖判斷該通道是否啟用。
三、設(shè)備操作函數(shù)（open / close / read / ioctl）1. mr_adc_open
static int mr_adc_open(struct mr_dev *dev)
功能： 打開 ADC 設(shè)備，調(diào)用底層驅(qū)動的 configure 接口使能 ADC 模塊。
2. mr_adc_close
static int mr_adc_close(struct mr_dev *dev)
功能： 關(guān)閉 ADC 設(shè)備。
可選特性：
#ifdef MR_USING_ADC_AUTO_DISABLE
若啟用此宏，會在關(guān)閉設(shè)備時自動禁用所有開啟的通道，并更新通道狀態(tài)位圖。
3. mr_adc_read
static ssize_t mr_adc_read(struct mr_dev *dev, void *buf, size_t count)
功能： 讀取當(dāng)前設(shè)備位置（即某個 ADC 通道）的數(shù)據(jù)，存入 buf 中。
細(xì)節(jié)解析：
判斷設(shè)備當(dāng)前位置（即通道號）是否合法，且該通道是否啟用（如果啟用了 MR_USING_ADC_CHANNEL_CHECK 宏）。
循環(huán)調(diào)用底層驅(qū)動的 read 函數(shù)讀取多個 uint32_t 數(shù)據(jù)。
讀取失敗時返回已成功讀取的字節(jié)數(shù)，或第一個錯誤碼。
4. mr_adc_ioctl
static int mr_adc_ioctl(struct mr_dev *dev, int cmd, void *args)
功能： 控制接口，處理 IO 控制命令。
支持的命令：
MR_IOC_ADC_SET_CHANNEL_CONFIG: 設(shè)置通道配置
MR_IOC_ADC_GET_CHANNEL_CONFIG: 獲取通道配置
其他命令返回不支持錯誤 MR_ENOTSUP
四、ADC 驅(qū)動注冊函數(shù)
int mr_adc_register(struct mr_adc *adc, const char *path, struct mr_drv *drv)
功能： 注冊一個 ADC 設(shè)備到系統(tǒng)設(shè)備管理中。
步驟如下：
初始化通道位圖（adc->channels = 0）。
填充設(shè)備操作函數(shù)表（mr_dev_ops）。
調(diào)用通用設(shè)備注冊函數(shù) mr_dev_register，綁定驅(qū)動、路徑、設(shè)備類型等信息。
五、結(jié)構(gòu)關(guān)系梳理
struct mr_adc
└── struct mr_dev dev // 基類設(shè)備對象└── uint32_t channels // 通道啟用狀態(tài)位圖struct mr_adc_ops
└── int (*configure)(...) // 總體配置└── int (*channel_configure)(...) // 通道配置└── int (*read)(...) // 通道讀取
通過設(shè)備抽象層和函數(shù)指針封裝，不同平臺/芯片的 ADC 驅(qū)動只需實現(xiàn) mr_adc_ops 接口即可完成適配。
六、總結(jié)亮點與特性
特性 | 描述 |
抽象封裝 | 通過設(shè)備結(jié)構(gòu)體和操作表實現(xiàn)面向?qū)ο箫L(fēng)格的驅(qū)動 |
通道管理 | 使用 channels 位圖精確控制每一路 ADC 啟停狀態(tài) |
條件編譯 | 可裁剪功能（如自動關(guān)閉通道/檢查通道使能狀態(tài)） |
統(tǒng)一接口 | 提供 open/read/ioctl 等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備操作接口 |
高可移植性 | 底層 ADC 驅(qū)動由 mr_adc_ops 接口抽象，平臺無關(guān) |
開源代碼：
#include "include/device/mr_adc.h"#ifdef MR_USING_ADC
MR_INLINE int adc_channel_set_configure(struct mr_adc *adc,
int channel, struct mr_adc_config config)
{ struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)adc->dev.drv->ops; if ((channel < 0) || (channel >= (sizeof(adc->channels) * 8))) { return MR_EINVAL;
}
int ret = ops->channel_configure(adc, channel, config.state); if (ret < 0) { return ret;
} /* Enable or disable the channel */
if (config.state == MR_ENABLE) {
MR_BIT_SET(adc->channels, (1 << channel));
} else {
MR_BIT_CLR(adc->channels, (1 << channel));
} return MR_EOK;
}
MR_INLINE int adc_channel_get_configure(struct mr_adc *adc,
int channel, struct mr_adc_config *config)
{ if ((channel < 0) || (channel >= (sizeof(adc->channels) * 8))) { return MR_EINVAL;
} /* Get configure */
config->state = MR_BIT_IS_SET(adc->channels, (1 << channel)); return MR_EOK;
}static int mr_adc_open(struct mr_dev *dev)
{ struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev; struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)dev->drv->ops; return ops->configure(adc, MR_ENABLE);
}static int mr_adc_close(struct mr_dev *dev)
{ struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev; struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)dev->drv->ops;
#ifdef MR_USING_ADC_AUTO_DISABLE /* Disable all channels */
for (size_t i = 0; i < (sizeof(adc->channels) * 8); i++) { if (MR_BIT_IS_SET(adc->channels, (1 << i)) == MR_ENABLE) {
ops->channel_configure(adc, (int)i, MR_DISABLE);
MR_BIT_CLR(adc->channels, (1 << i));
}
}
#endif /* MR_USING_ADC_AUTO_DISABLE */
return ops->configure(adc, MR_DISABLE);
}static ssize_t mr_adc_read(struct mr_dev *dev, void *buf, size_t count)
{ struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev; struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)dev->drv->ops;
uint32_t *rd_buf = (uint32_t *)buf;
ssize_t rd_size;
#ifdef MR_USING_ADC_CHANNEL_CHECK /* Check if the channel is enabled */
if ((dev->position < 0) || (MR_BIT_IS_SET(adc->channels, (1 << dev->position)) == MR_DISABLE)) { return MR_EINVAL;
}
#endif /* MR_USING_ADC_CHANNEL_CHECK */
for (rd_size = 0; rd_size < MR_ALIGN_DOWN(count, sizeof(*rd_buf)); rd_size += sizeof(*rd_buf)) {
int ret = ops->read(adc, dev->position, rd_buf); if (ret < 0) { return (rd_size == 0) ? ret : rd_size;
}
rd_buf++;
} return rd_size;
}static int mr_adc_ioctl(struct mr_dev *dev, int cmd, void *args)
{ struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev;
switch (cmd) {
case MR_IOC_ADC_SET_CHANNEL_CONFIG: { if (args != MR_NULL) { struct mr_adc_config config = *((struct mr_adc_config *)args);
int ret = adc_channel_set_configure(adc, dev->position, config); if (ret < 0) { return ret;
} return sizeof(config);
} return MR_EINVAL;
}
case MR_IOC_ADC_GET_CHANNEL_CONFIG: { if (args != MR_NULL) { struct mr_adc_config *config = (struct mr_adc_config *)args;
int ret = adc_channel_get_configure(adc, dev->position, config); if (ret < 0) { return ret;
} return sizeof(*config);
} return MR_EINVAL;
}
default: { return MR_ENOTSUP;
}
}
}/**
* @brief This function registers an adc.
*
* @param adc The adc.
* @param path The path of the adc.
* @param drv The driver of the adc.
*
* @return 0 on success, otherwise an error code.
*/int mr_adc_register(struct mr_adc *adc, const char *path, struct mr_drv *drv)
{ static struct mr_dev_ops ops = {mr_adc_open,
mr_adc_close,
mr_adc_read,
MR_NULL,
mr_adc_ioctl,
MR_NULL};
MR_ASSERT(adc != MR_NULL);
MR_ASSERT(path != MR_NULL);
MR_ASSERT(drv != MR_NULL);
MR_ASSERT(drv->ops != MR_NULL); /* Initialize the fields */
adc->channels = 0; /* Register the adc */
return mr_dev_register(&adc->dev, path, MR_DEV_TYPE_ADC, MR_O_RDONLY, &ops, drv);
}
#endif /* MR_USING_ADC */
評論