基于ARM-Linux的MAX1303接口與驅動程序設計
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2 系統(tǒng)硬件設計
已提到，模／數轉換器MAX1303可以通過SPI／QSPI／MICROWIRE兼容的串行接口進行控制。由于SPI比較常見，并且協(xié)議簡單，本系統(tǒng)使用SPI協(xié)議控制此AD芯片。然而，雖然LPC3250有內置的SPI控制器，但本系統(tǒng)選擇使用LPC3250的GPI／O口模擬SPI接口對MAX1303進行控制。下面分析原因。
已提到，MAX1303有7中工作模式，其中，有3種用于數據采集。這3種工作模式是：外部時鐘模式；外部采集模式；內部時鐘模式。這3種采集模式各有優(yōu)缺點。外部時鐘模式的吞吐率最高，同時，給處理器帶來的負擔也最高；內部時鐘模式吞吐率次之，能適當減輕處理器的負擔；外部采集模式的吞吐率最低，但卻能最大限度的減輕處理器負擔。由于LPC3250性能強大，所以系統(tǒng)在采集數據時，使用吞吐率高的外部時鐘模式。然而，使用外部時鐘模式時，不像使用內部時鐘模式和外部采集模式，處理器向MAX1303寫完控制字和轉換啟動字后，只需等待MAX1303的SSTRB引腳輸出的轉換結束信號，然后就可以讀取轉換結果。使用外部時鐘模式，需要精確的控制時鐘個數，這使得在驅動程序中，要經常修改SPI的相關控制器，而且還要通過查詢來確定時鐘的個數。如果使用LPC3250的GPI／O口模擬SPI協(xié)議控制AD芯片就簡單的多?？刂艷PO口不斷翻轉輸出電平就可以產生時鐘信號，而且可隨意控制時鐘個數。對于發(fā)送數據，只需要簡單的把數據字節(jié)的每個位根據時鐘變化通過GPI口輸出給AD芯片。讀取數據與發(fā)送數據是一個相反的過程，但類似。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/201610/306026.htm
所以，用GPI／O口模擬SPI總線控制MAX1303非常簡單。本系統(tǒng)有兩路模擬信號需要采集，使用單端輸入，MAX1303的另外兩個輸入端接地。LPC3250與MAX1303的硬件連接如圖2所示。
3 Linux下設備驅動程序設計
設備驅動程序是應用程序和硬件之間的橋梁，它為應用程序屏蔽硬件細節(jié)，并將硬件封裝成一個文件的形式。當應用程序需要操作硬件時，只需操作硬件相對應的設備文件即可。Linux對設備的分類有許多種，常見的分類是將設備分成3種：字符設備、塊設備、網絡設備。這三類設備對應3種設備文件。不同設備的開發(fā)模式以及與內核的接口也不相同。MAX1303屬于字符設備，本文將分析Linux2．6．29內核下MAX 1303的字符設備驅動設計方法。
設備驅動程序與應用程序不同，應用程序從main函數開始執(zhí)行，而驅動程序在被安裝時，則是從module_init宏指定的函數處開始執(zhí)行。module_init宏指定的函數被稱為模塊加載函數，它可以看成是驅動程序的入口。它通常完成地址映射，向內核注冊并初始化cdev結構，創(chuàng)建設備文件等工作。模塊加載函數的程序流程圖如圖3所示。
與模塊加載函數對應的，有一個模塊卸載函數，此函數由module_exit宏指定，它在驅動模塊被卸載時執(zhí)行。它主要完成的工作包括：銷毀設備文件；注銷設備所對應的cdev結構；釋放內存；注銷設備號。
Struct cdev在內核內部被用來表示設備，這是一個非常重要的數據結構。它內部有一個成員結構structfile_operations，用于連接設備編號和驅動程序的操作。這個數據結構包含一組函數指針，這一組函數的實現是設計驅動程序的重點和難點。這一組函數有很多，但根據項目需求，本系統(tǒng)只實現open，write，read，release 4個函數。
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