ESM7200主板是英創公司推出的帶有8路單端3.3V/12-bit AD的低成本主板。主板上提供了8路AD,能夠支持多個通道單次采樣,或者單個通道連續采集。經過測試在保證數據準確性和系統讀取的情況下,連續采樣速率最高約為58kSPS。由于這8路AD都是CPU自帶的資源,性能上和專門的AD芯片還是有一定差距,所以主要面向的是需要單次采集或者單通道連續采集的應用場景。
如果應用只是定時讀取一次AD的采樣值,那么使用ESM7200主板上提供的8路AD是可以滿足要求的。如果需要高速采集,ESM7200主板可以提供一路最高58kSPS采樣率的通道,還需要到達更高的要求的話,就可以參考英創公司推出的專門的高速AD擴展方案,比如:《ESM7000異構CPU實時應用之三 8路并行數采應用程序》。
Linux系統中,AD功能都是基于IIO(Industrial I/O)子系統提供的,這是一個專門用于傳感器,ADC或DAC的子系統,具體的介紹可以參考資料Linux Industrial I/O Subsystem。在ESM7200主板中,8路AD對應的設備如下表:
管腳 | AD通道 | 對應設備名稱 | 索引號 |
E2 | AIN_CH1 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage0_raw | 0 |
E3 | AIN_CH2 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage1_raw | 1 |
E4 | AIN_CH3 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage2_raw | 2 |
E5 | AIN_CH4 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage3_raw | 3 |
E6 | AIN_CH5 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage4_raw | 4 |
E7 | AIN_CH6 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage5_raw | 5 |
E8 | AIN_CH7 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage8_raw | 8 |
E9 | AIN_CH8 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage9_raw | 9 |
可以看到每一路AD都對應一個IIO設備節點,當要讀取AD的值的時候,就需要使用這些設備節點。我們首先介紹單次采樣的讀取方法。
本次測試使用的是ESM7200主板加上ESMARC系列通用評估底板,在評估底板上8路AD信號被引到了CN25(ISA)的端子上,因為ESMARC系列部分主板型號是支持ISA總線的,而ESM7200沒有ISA總線,取而代之的是8路AD,具體的定義可參考下表:
信號名稱及簡要描述 | CN25 | 信號名稱及簡要描述 | |
PIN# | PIN# | ||
1 | 2 | ||
AIN_CH1 | 3 | 4 | AIN_CH5 |
AIN_CH2 | 5 | 6 | AIN_CH6 |
AIN_CH3 | 7 | 8 | AIN_CH7 |
AIN_CH4 | 9 | 10 | AIN_CH8 |
11 | 12 | ||
13 | 14 | ||
15 | 16 | ||
17 | 18 | ||
19 | 20 | GND,模擬地 |
客戶如果考慮自己設計底板,可以參考表1查詢每一路AD在主板上對應的管腳。如果是使用ESMARC評估底板進行測試和評估,可以參考表2連接外部模擬信號進行測試。
為了方便客戶操作IIO子系統提供的各種功能,我們移植了ADI公司提供的libiio,這個庫文件抽象了和硬件相關的底層細節,并提供了簡單而完整的編程接口,可用于高級項目的編程。下面我們就基于libiio實現單次讀取操作。
首先是獲取IIO設備,這部分代碼在ESMARC系統主板上是固定的,用戶可以直接使用。
struct iio_device *dev; /* 獲取IIO設備 */ ctx = iio_create_context_from_uri("local:"); dev = iio_context_get_device(ctx, 0); if (!dev) { fprintf(stderr, "Device not found\n"); iio_context_destroy(ctx); return EXIT_FAILURE; }
然后是指定對應的通道,這里填入AD通道對應的index號(參考表1),根據實際使用的通道填寫就行了。
/* 獲取對應的IIO通道,可以根據實際情況修改成需要的通道 */ ch = iio_device_get_channel(dev, 9); if (!iio_channel_is_scan_element(ch) || iio_channel_is_output(ch)) { printf("Can not get channel %d\n", ch); return -1; }
獲取到對應的通道后,就可以直接讀取通道的原始值了,注意讀取來的數據是字符串。
const char *attr = "raw"; char *val[10]; /* 讀取channel的原始值 */ ret = iio_channel_attr_read(ch, attr, &val, 10); if (ret <= 0) { printf("ERROR: while reading '%s': %d\n", attr, ret); } /* 數據處理,這里將數據直接打印出來 * 用戶可以根據實際的情況進行處理,比如寫入到記錄文件中 * */ printf("raw value: %s\n", val);
通過libiio很簡單就能夠將對應通道的值讀取出來,單次讀取的方式還可以采用標準的文件讀取方式(Linux系統中所有設備都是文件),在之前的文章中我們已經介紹過了《英創公司Linux主板低成本AD方案介紹》,用戶可以根據自己的習慣選擇。
感興趣的客戶可以聯系英創的工程師索要例程的代碼。在后續的文章中,我們將介紹低成本方案中如何實現單路的連續采樣。
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