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外观

02、ADC 简介 ​

ADC（模拟-数字转换器）是把连续变化的模拟信号（如声音、温度等）转换成数字信号的电子设备。它在传感器、音频设备、图像处理、通信系统等场景中被广泛应用。下面用更易懂的方式重新整理相关内容：

一、ADC的核心指标 ​

  1. 分辨率
    决定ADC能识别的最小信号差异。用"位数"表示，位数越高精度越高。例如：

    • 8位ADC能分辨256种电压值
    • 12位ADC能分辨4096种电压值
      常见的有8位、10位、12位等。

  2. 采样率
    单位时间内能采集的信号次数（如每秒多少次）。数值越高，捕捉快速变化信号的能力越强。

    • 音频常用44.1kHz（每秒44100次）
    • 高频信号可能需要百万级采样率。

  3. 信噪比（SNR）
    衡量信号纯净度的指标。数值越高，说明信号中混入的杂音越少。

  4. 转换速度
    完成一次模数转换所需的时间。实时系统（如监控设备）需要更快的速度。

  5. 输入范围
    ADC能接受的模拟信号电压范围。例如：

    • 温度传感器可能只需0-5V
    • 工业设备可能需要-10V到+10V的宽范围。

二、ADC的应用场景 ​

  1. 音频处理
    将麦克风的模拟声音信号转为数字信号，用于录音、语音助手、音乐播放等。
  2. 传感器数据采集
    将温度、压力、光线等传感器的模拟信号转为数字，用于智能家居、工业控制、医疗设备等。
  3. 图像与视频处理
    将摄像头的模拟图像信号转为数字格式，供手机、监控摄像头等设备处理。
  4. 数据监测系统
    在工厂、实验室等场景中，实时采集并分析各种物理信号（如振动、电流等）。
  5. 通信系统
    将接收的射频信号（如手机信号）转为数字信号，以便解码和传输。

三、瑞芯微的ADC配置 ​

该开发板有两种ADC接口：

  1. 温度传感器ADC（TS-ADC）

    • 支持2个测量通道
    • 工作时钟不能超过800千赫兹（kHz）
    • 专门用于温度检测。

  2. 逐次逼近型ADC（SAR-ADC）

    • 提供6个独立输入通道
    • 10位分辨率（可分辨1024种电压值）
    • 工作时钟需低于13兆赫兹（MHz）
    • 适用于多传感器信号采集（如压力、光线等）。

::: 使用时需注意：

根据传感器类型选择对应的ADC接口（温度用TS-ADC，其他信号用SAR-ADC）

设置合适的采样频率（不超过硬件限制）

确保输入信号在ADC支持的电压范围内。 :::

四、ADC配置指南 ​

4.1 配置ADC的DTS节点 ​

在RK3568芯片中，ADC的硬件信息定义在kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568.dtsi文件中，代码如下：

c
saradc: saradc@fe720000 {
    compatible = "rockchip,rk3568-saradc", "rockchip,rk3399-saradc";
    reg = <0x0 0xfe720000 0x0 0x100>;
    interrupts = <GIC_SPI 93 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    #io-channel-cells = <1>;
    clocks = <&cru CLK_SARADC>, <&cru PCLK_SARADC>;
    clock-names = "saradc", "apb_pclk";
    resets = <&cru SRST_P_SARADC>;
    reset-names = "saradc-apb";
    status = "disabled";
};

你需要在自己的DTS文件（如**tspi-rk3566-core-v10.dtsi**）中添加ADC的按键配置：

c
adc_keys: adc-keys {
    compatible = "adc-keys";     // 匹配驱动的设备类型
    io-channels = <&saradc 2>;  // 使用ADC通道2（原示例可能有误，此处按注释修改为通道2）
    io-channel-names = "buttons";// 给通道起别名，方便驱动识别
    keyup-threshold-microvolt = <1800000>;// 松开按键时的电压阈值（单位微伏）
    poll-interval = <100>;       // 检测ADC的间隔时间（单位毫秒）

    restart-key {                // 定义一个按键节点
        label = "restart";       // 按键名称
        linux,code = <KEY_RESTART>; // 按键对应的系统代码（如复位键）
        press-threshold-microvolt = <108>;// 按下时的电压阈值
    };
};

4.2 驱动与DTS节点的匹配 ​

驱动代码参考input/keyboard/adc-keys.c，具体步骤如下：

步骤1：定义设备匹配表

在驱动代码中，声明一个结构体数组，用于匹配DTS中的compatible属性：

c
#ifdef CONFIG_OF

static const struct of_device_id adc_keys_of_match[ ] = {

    { .compatible = "adc-keys", }, // 匹配DTS中的compatible值
    { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, adc_keys_of_match); // 注册匹配表
#endif

步骤2：将匹配表绑定到驱动

将上述匹配表关联到驱动的platform_driver结构体中：

c
static struct platform_driver adc_keys_driver = {
    .driver = {
        .name = "adc_keys",       // 驱动名称
        .of_match_table = of_match_ptr(adc_keys_of_match), // 绑定匹配表
    },
    .probe = adc_keys_probe,      // 设备初始化函数
};
module_platform_driver(adc_keys_driver); // 注册驱动

步骤3：解析DTS参数（在probe函数中）

在驱动的adc_keys_probe函数中，通过以下步骤读取DTS配置：

c
static int adc_keys_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct device *dev = &pdev->dev;
    struct adc_keys_state *st;

    // 1. 分配内存
    st = devm_kzalloc(dev, sizeof(*st), GFP_KERNEL);
    if (!st) return -ENOMEM;

    // 2. 获取ADC通道（通过DTS中的io-channel-names "buttons"）
    st->channel = devm_iio_channel_get(dev, "buttons");
    if (IS_ERR(st->channel)) return PTR_ERR(st->channel);

    // 3. 验证通道类型是否为电压型
    if (iio_get_channel_type(st->channel) != IIO_VOLTAGE)
        return -EINVAL;

    // 4. 读取DTS参数
    device_property_read_u32(dev, "keyup-threshold-microvolt", &st->keyup_voltage);
    st->keyup_voltage /= 1000; // 单位转换（微伏转毫伏）

    // 5. 加载按键映射（如restart-key的配置）
    error = adc_keys_load_keymap(dev, st);
    if (error) return error;

    // 6. 初始化输入设备（如注册按键事件）
    input = devm_input_allocate_device(dev);
    if (!input) return -ENOMEM;

    // 设置输入设备属性（名称、ID、事件类型等）
    input->name = "ADC按键";
    __set_bit(EV_KEY, input->evbit); // 支持按键事件
    // ... 其他配置
}

关键点说明： ​

  1. DTS配置：通过io-channels = <&saradc 2>指定使用ADC通道2，press-threshold和keyup-threshold定义按键按压和释放的电压阈值。
  2. 驱动匹配：驱动通过compatible = "adc-keys"与DTS节点绑定，确保驱动能正确识别硬件。
  3. 参数解析：驱动在probe函数中通过设备属性（如keyup-threshold-microvolt）读取配置，并初始化输入设备以处理按键事件。

以上步骤确保了硬件（ADC通道）与驱动的正确关联，并通过DTS参数动态配置按键行为。