基于PowerPC的模擬量輸入接口擴展
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
3 硬件結構
MAX197是一種通用A/D芯片，可以和多種處理器接口，本系統(tǒng)通過MPC8349E的局部總線與MAX197連接。硬件結構如圖3所示。圖3中使局部總線的LBD7～LBD0與MAX197的D0～D7相連。選擇MAX197為軟件設置低功耗工作方式，所以置SHDN管腳為高電平，本系統(tǒng)采用內部基準電壓，所以REF、REFADJ管腳均通過電容接地。用一路片選信號線做讀高、低位數(shù)據(jù)的選擇線， 直接與HBEN管腳相連，因而采用讀不同地址的方式分別讀取低8位和高4位數(shù)據(jù)。MAX197的INT管腳與系統(tǒng)的INT相連，作為轉換識別信號，當數(shù)據(jù)轉換完畢時，MAX197的INT腳產生中斷信號，從而使處理器進入中斷處理程序進行一路轉換數(shù)據(jù)的讀入操作。
4 驅動軟件設計
設備驅動程序是應用程序和機器硬件之間的接口。設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬件的細節(jié)，在應用程序看來，硬件設備只是一個設備文件，應用程序可以象操作普通文件一樣對硬件設備進行操作。
本系統(tǒng)采用Linux操作系統(tǒng)，需要編制Linux下的設備驅動程序。A/D轉換設備用作為字符設備，而字符設備驅動程序具有比較固定的結構，即將設備抽象成文件來進行操作，因此要在驅動程序實現(xiàn)Open、Close、Write、Read和Ioctl等操作，其中Ioctl對于執(zhí)行各種類型的硬件控制應用比較方便，其在內核中的原型為
int(*ioctl)(struct inode *inode，
struct file *filp，
unsigned int cmd，
unsigned long arg);
A/D轉換的驅動程序主要是實現(xiàn)了這個函數(shù)。其中cmd用來傳遞通道序號，arg傳遞指向用戶空間的一個指針，用來返回A/D轉換結果。
當寫入控制字開始轉換后，處理器進入其它工作狀態(tài)，直到轉換完成產生中斷，處理器在ioctl中讀取A/D轉換結果，并調用put_user(datum，ptr)宏函數(shù)將該結果傳遞到用戶空間。Ioctl函數(shù)的流程圖如圖4所示
用戶程序實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集需要先打開設備文件，分配數(shù)據(jù)空間，決定A/D轉換通道序號，然后調用ioctl實現(xiàn)A/D轉換并得到結果。
當對MAX197 的控制字開始寫操作時，轉換就開始了。寫操作將選擇多路通道，并確定MAX197的輸入范圍是單極性還是雙極性。一個寫脈沖( 
)可以開始一次采集，或者對采樣進行初始化并開始轉換。對任何時鐘模式和采集模式，轉換間隔都延時12個時鐘周期。若在轉換周期寫一個新的控制字節(jié)將使轉換失效， 并啟動方式可以更精確地控制采樣間隔和轉換。在這種方式下，用戶通過2個寫脈沖控制采集和啟動轉換。在第一寫脈沖中，要使ACQMOD 位=1，它將啟動一次采集開始。在第二個寫脈沖中，要使ACQMOD 位=0，在 
的上升沿開始轉換并結束采集。在發(fā)第一和第二個寫脈沖時， 多路輸入通道的地址位值必須一樣。在第二個寫脈沖中， 低功耗模式位( PD0、PD1)可以設一個新值。當轉換結束產生一個正確的結果時，芯片發(fā)出一個標準的中斷信號INT給處理器。在第一個讀周期或者寫一個新控制字節(jié)時，INT就變?yōu)楦唠娖健?
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