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OpenHarmony：全流程讲解如何编写ADC平台驱动以及应用程序

  • 其乐融融 发布于 2023-09-07
  • 分类：Harmony
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一、案例简介

该程序是基于OpenHarmony标准系统编写的基础外设类：ADC驱动。

目前该案例已在凌蒙派-RK3568开发板跑通。详细资料请参考官网：https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk3568-openharmony/tree/master/samples/b04_platform_device_adc。

详细资料请参考OpenHarmony官网：

  • ADC平台驱动开发
  • ADC应用程序开发

二、基础知识

1、ADC简介

ADC（Analog to Digital Converter），即模拟-数字转换器，可将模拟信号转换成对应的数字信号，便于存储与计算等操作。除电源线和地线之外，ADC只需要1根线与被测量的设备进行连接。

2、ADC平台驱动

在HDF框架中，同类型设备对象较多时（可能同时存在十几个同类型配置器），若采用独立服务模式，则需要配置更多的设备节点，且相关服务会占据更多的内存资源。相反，采用统一服务模式可以使用一个设备服务作为管理器，统一处理所有同类型对象的外部访问（这会在配置文件中有所体现），实现便捷管理和节约资源的目的。ADC模块即采用统一服务模式。如下图所示：

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ADC模块各分层的作用为：

  • 接口层：提供打开设备，写入数据，关闭设备的能力。
  • 核心层：主要负责服务绑定、初始化以及释放管理器，并提供添加、删除以及获取控制器的能力。
  • 适配层：由驱动适配者实现与硬件相关的具体功能，如控制器的初始化等。

在统一模式下，所有的控制器都被核心层统一管理，并由核心层统一发布一个服务供接口层，因此这种模式下驱动无需再为每个控制器发布服务。

详细资料请参考官网地址：ADC平台驱动

3、ADC应用程序

ADC模块提供的主要接口如表1所示，具体API详见//drivers/hdf_core/framework/include/platform/adc_if.h。

ADC驱动API接口功能介绍如下所示：

接口名

接口描述

DevHandle AdcOpen(uint32_t number)

打开ADC设备

void AdcClose(DevHandle handle)

关闭ADC设备

int32_t AdcRead(DevHandle handle, uint32_t channel, uint32_t *val)

读取AD转换结果值

使用ADC设备的一般流程如下所示：

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详细资料请参考官网地址：ADC应用程序

三、程序解析

1、准备工作

查看《凌蒙派-RK3568开发板_排针说明表_》（即Git仓库的//docs/board/凌蒙派-RK3568开发板_排针说明表_v1.0.xlsx），选中ADC5（即ADC5）。

2、配置文件

（1）device_info.hcs

创建config/device_info.hcs，用于驱动设备描述，具体内容如下：

#include "adc_config.hcs"

root {
    device_info {
        platform :: host {
            device_adc :: device {
                device0 :: deviceNode {                         // ADC控制器信息描述
                    policy = 2;                                 // 对外发布服务，必须为2，用于定义ADC管理器的服务
                    priority = 50;
                    permission = 0644;
                    moduleName = "HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER";    // 这与drivers/hdf_core/framework/support/platform/src/adc/adc_core.c的g_adcManagerEntry.moduleName对应，它主要负责ADC的管理
                    serviceName = "HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER";
                }
                device1 :: deviceNode {
                    policy = 0;                                 // 等于0，不需要发布服务
                    priority = 55;                              // 驱动驱动优先级
                    permission = 0644;                          // 驱动创建设备节点权限
                    moduleName = "linux_adc_adapter";           // 用于指定驱动名称，必须是linux_adc_adapter
                    deviceMatchAttr = "linux_adc_adapter";      // 用于配置控制器私有数据，必须与adc_config.hcs中对应控制器保持一致
                }
            }
        }
    }
}

注意：

  • device0：ADC控制器，为了引入HDF_PLATFORM_ADC_MANAGER驱动，必须要。
  • device1：ADC实际操作接口。
  • moduleName：该驱动名称，必须是linux_adc_adapter，//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c已编写好。
  • deviceMatchAttr：关键字必须与config.hcs的match_attr匹配。

（2）adc_config.hcs

创建config/adc_config.hcs，用于定义私有变量，具体内容如下：

root {
    platform {
        adc_config {
            match_attr = "linux_adc_adapter";       // 与device_info.hcs的deviceMatchAttr的值一致
            template adc_device {                   // 必须与//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c的配置树定义保持一致
                deviceNum = 0;                      // 设备号标识
                channelNum = 8;                     // ADC通道数量
                driver_channel0_name = "";          // 通道0在linux文件系统路径
                driver_channel1_name = "";          // 通道1在linux文件系统路径
                driver_channel2_name = "";          // 通道2在linux文件系统路径
                driver_channel3_name = "";          // 通道3在linux文件系统路径
                driver_channel4_name = "";          // 通道4在linux文件系统路径
                driver_channel5_name = "";          // 通道5在linux文件系统路径
                driver_channel6_name = "";          // 通道6在linux文件系统路径
                driver_channel7_name = "";          // 通道7在linux文件系统路径
                scanMode = 0;                       // 扫描模式（必要，但无意义）
                rate = 1000;                        // 转换速率（必要，但无意义）
            }
            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实际驱动是//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c，template adc_device定义的各项关键变量是由adc_iio_adapter.c决定，不可修改。

adc_iio_adapter.c实际是对Linux IIO子系统进行操作来控制ADC。

注意：

  • channelNum：表示通道数量。
  • driver_channelX_name：必须是从0开始。

（3）参与配置树编译

编辑//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/hdf.hcs，将device_info.hcs添加配置树中。具体内容如下所示：

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

3、HDF驱动

ADC平台驱动是//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/adc/adc_iio_adapter.c，用户不必编写HDF驱动。

4、参与Linux内核编译

编辑//kernel/linux/config/linux-5.10/arch/arm64/configs/rk3568_standard_defconfig，启用CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_ADC，具体内容如下：

CONFIG_DRIVERS_HDF_PLATFORM_ADC=y

5、应用程序

（1）adc_test.c

添加平台驱动ADC的头文件，具体内容如下：

#include "adc_if.h"                 // ADC标准接口头文件

程序可通过，具体内容如下：

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

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

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

    // 进行AD转换并读取转换结果
    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);

    // 关闭ADC设备
    AdcClose(handle);

    return 0;
}

（2）BUILD.gn

import("//build/ohos.gni")
import("//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",
    "//base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/kits/include",
    "//third_party/bounds_checking_function/include",
  ]

  deps = [
    "$hdf_uhdf_path/platform:libhdf_platform",
    "$hdf_uhdf_path/utils:libhdf_utils",
    "//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）参与应用程序编译

编辑//vendor/lockzhiner/rk3568/samples/BUILD.gn，开启编译选项。具体如下：

"b04_platform_device_adc/app:rk3568_adc_test",

四、程序编译

建议使用docker编译方法，运行如下：

hb set -root .
hb set
# 选择lockzhiner下的rk3568编译分支。
hb build -f

五、运行结果

该程序运行结果如下所示：

# 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
#

可以将ADC引脚通过引线接入排针线中的GNU或3V3中，可以查看ADC的变化。

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标签：ADC   鸿蒙
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