嵌入式ADC驱动框架：通道控制 + 数据读取全流程剖析

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一个嵌入式操作系统或驱动框架中的 ADC（模拟数字转换器）驱动模块，用于管理 ADC 通道的配置、读取、启停等功能。以下是对各部分的详细解读：

 一、基本结构和宏控制

#ifdef MR_USING_ADC

• 条件编译宏，只有定义了 MR_USING_ADC 的情况下，ADC 驱动代码才会被编译进工程。

二、ADC 通道配置相关函数

1. adc_channel_set_configure

MR_INLINE int adc_channel_set_configure(struct mr_adc *adc, int channel, struct mr_adc_config config)

功能： 设置某个 ADC 通道是否启用。

关键点：

• 检查通道索引是否越界（通过 adc->channels 位图大小计算最大通道数）。
• 调用驱动提供的 channel_configure 接口来使能或禁用通道。
• 用 adc->channels 位图记录通道的启用状态：

if (config.state == MR_ENABLE) MR_BIT_SET(adc->channels, (1 << channel)); // 置位对应通道 else MR_BIT_CLR(adc->channels, (1 << channel)); // 清除对应通道

2. adc_channel_get_configure

MR_INLINE int adc_channel_get_configure(struct mr_adc *adc, int channel, struct mr_adc_config *config)

功能： 获取指定通道的配置状态。

实现：

• 根据 adc->channels 位图判断该通道是否启用。

 三、设备操作函数（open / close / read / ioctl）

1. mr_adc_open

static int mr_adc_open(struct mr_dev *dev)

功能： 打开 ADC 设备，调用底层驱动的 configure 接口使能 ADC 模块。

2. mr_adc_close

static int mr_adc_close(struct mr_dev *dev)

功能： 关闭 ADC 设备。

可选特性：

#ifdef MR_USING_ADC_AUTO_DISABLE

• 若启用此宏，会在关闭设备时自动禁用所有开启的通道，并更新通道状态位图。

3. mr_adc_read

static ssize_t mr_adc_read(struct mr_dev *dev, void *buf, size_t count)

功能： 读取当前设备位置（即某个 ADC 通道）的数据，存入 buf 中。

细节解析：

• 判断设备当前位置（即通道号）是否合法，且该通道是否启用（如果启用了 MR_USING_ADC_CHANNEL_CHECK 宏）。
• 循环调用底层驱动的 read 函数读取多个 uint32_t 数据。
• 读取失败时返回已成功读取的字节数，或第一个错误码。

4. mr_adc_ioctl

static int mr_adc_ioctl(struct mr_dev *dev, int cmd, void *args)

功能： 控制接口，处理 IO 控制命令。

支持的命令：

• MR_IOC_ADC_SET_CHANNEL_CONFIG: 设置通道配置
• MR_IOC_ADC_GET_CHANNEL_CONFIG: 获取通道配置
• 其他命令返回不支持错误 MR_ENOTSUP

四、ADC 驱动注册函数

int mr_adc_register(struct mr_adc *adc, const char *path, struct mr_drv *drv)

功能： 注册一个 ADC 设备到系统设备管理中。

步骤如下：

1. 初始化通道位图（adc->channels = 0）。
2. 填充设备操作函数表（mr_dev_ops）。
3. 调用通用设备注册函数 mr_dev_register，绑定驱动、路径、设备类型等信息。

五、结构关系梳理

struct mr_adc └── struct mr_dev dev // 基类设备对象 └── uint32_t channels // 通道启用状态位图 struct mr_adc_ops └── int (*configure)(...) // 总体配置 └── int (*channel_configure)(...) // 通道配置 └── int (*read)(...) // 通道读取

通过设备抽象层和函数指针封装，不同平台/芯片的 ADC 驱动只需实现 mr_adc_ops 接口即可完成适配。

 六、总结亮点与特性

开源代码：

#include "include/device/mr_adc.h" #ifdef MR_USING_ADC MR_INLINE int adc_channel_set_configure(struct mr_adc *adc, int channel, struct mr_adc_config config) { struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)adc->dev.drv->ops; if ((channel < 0) || (channel >= (sizeof(adc->channels) * 8))) { return MR_EINVAL; } int ret = ops->channel_configure(adc, channel, config.state); if (ret < 0) { return ret; } /* Enable or disable the channel */ if (config.state == MR_ENABLE) { MR_BIT_SET(adc->channels, (1 << channel)); } else { MR_BIT_CLR(adc->channels, (1 << channel)); } return MR_EOK; } MR_INLINE int adc_channel_get_configure(struct mr_adc *adc, int channel, struct mr_adc_config *config) { if ((channel < 0) || (channel >= (sizeof(adc->channels) * 8))) { return MR_EINVAL; } /* Get configure */ config->state = MR_BIT_IS_SET(adc->channels, (1 << channel)); return MR_EOK; } static int mr_adc_open(struct mr_dev *dev) { struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev; struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)dev->drv->ops; return ops->configure(adc, MR_ENABLE); } static int mr_adc_close(struct mr_dev *dev) { struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev; struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)dev->drv->ops; #ifdef MR_USING_ADC_AUTO_DISABLE /* Disable all channels */ for (size_t i = 0; i < (sizeof(adc->channels) * 8); i++) { if (MR_BIT_IS_SET(adc->channels, (1 << i)) == MR_ENABLE) { ops->channel_configure(adc, (int)i, MR_DISABLE); MR_BIT_CLR(adc->channels, (1 << i)); } } #endif /* MR_USING_ADC_AUTO_DISABLE */ return ops->configure(adc, MR_DISABLE); } static ssize_t mr_adc_read(struct mr_dev *dev, void *buf, size_t count) { struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev; struct mr_adc_ops *ops = (struct mr_adc_ops *)dev->drv->ops; uint32_t *rd_buf = (uint32_t *)buf; ssize_t rd_size; #ifdef MR_USING_ADC_CHANNEL_CHECK /* Check if the channel is enabled */ if ((dev->position < 0) || (MR_BIT_IS_SET(adc->channels, (1 << dev->position)) == MR_DISABLE)) { return MR_EINVAL; } #endif /* MR_USING_ADC_CHANNEL_CHECK */ for (rd_size = 0; rd_size < MR_ALIGN_DOWN(count, sizeof(*rd_buf)); rd_size += sizeof(*rd_buf)) { int ret = ops->read(adc, dev->position, rd_buf); if (ret < 0) { return (rd_size == 0) ? ret : rd_size; } rd_buf++; } return rd_size; } static int mr_adc_ioctl(struct mr_dev *dev, int cmd, void *args) { struct mr_adc *adc = (struct mr_adc *)dev; switch (cmd) { case MR_IOC_ADC_SET_CHANNEL_CONFIG: { if (args != MR_NULL) { struct mr_adc_config config = *((struct mr_adc_config *)args); int ret = adc_channel_set_configure(adc, dev->position, config); if (ret < 0) { return ret; } return sizeof(config); } return MR_EINVAL; } case MR_IOC_ADC_GET_CHANNEL_CONFIG: { if (args != MR_NULL) { struct mr_adc_config *config = (struct mr_adc_config *)args; int ret = adc_channel_get_configure(adc, dev->position, config); if (ret < 0) { return ret; } return sizeof(*config); } return MR_EINVAL; } default: { return MR_ENOTSUP; } } } / * @brief This function registers an adc. * * @param adc The adc. * @param path The path of the adc. * @param drv The driver of the adc. * * @return 0 on success, otherwise an error code. */ int mr_adc_register(struct mr_adc *adc, const char *path, struct mr_drv *drv) { static struct mr_dev_ops ops = {mr_adc_open, mr_adc_close, mr_adc_read, MR_NULL, mr_adc_ioctl, MR_NULL}; MR_ASSERT(adc != MR_NULL); MR_ASSERT(path != MR_NULL); MR_ASSERT(drv != MR_NULL); MR_ASSERT(drv->ops != MR_NULL); /* Initialize the fields */ adc->channels = 0; /* Register the adc */ return mr_dev_register(&adc->dev, path, MR_DEV_TYPE_ADC, MR_O_RDONLY, &ops, drv); } #endif /* MR_USING_ADC */