ADC 驱动

本文档介绍 RK3588 SAR-ADC 控制器在 Linux 6.1 内核中的使用方法。ADC 在内核里由 IIO（Industrial I/O，内核为 ADC、加速度计这类数据采集设备提供的统一子系统）管理，本文同时介绍它的设备树配置。

适用范围： RK3588 Linux 6.1 Debian 12 / Ubuntu 22.04 系统，C-3588LQ V1.0 + SHIMETAPI-M5-R2A V1.0 底板。

1. 概念基础

1.1 ADC 是什么

ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换器）把模拟电压信号转换成数字值。RK3588 内置 SAR-ADC（逐次逼近型），特性：

特性说明
分辨率12 bit（4096 级）
速率最高 1 Msps
通道数多通道模拟输入
采样模式单次 / 连续扫描
输入范围0 ~ 3.3V（参考电压）

1.2 应用场景

  • 电源电压监测（多路电源轨）
  • 模拟传感器采集（温度、光照、压力）
  • 锂电池电量
  • 4-20 mA 工业电流环

1.3 控制器基地址

控制器基地址
SARADC0xfe720000

2. 准备工作

2.1 硬件清单

组件型号/规格数量备注
主控板C-3588LQ 核心板 + SHIMETAPI-M5-R2A 底板1
调试串口线USB 转 TTL（3.3V）1波特率 1500000
电位器10 kΩ1用于 ADC 电压测试
万用表（可选）数字万用表1校准
杜邦线母对母若干

2.2 引脚

ADC 模拟输入引脚在底板原理图上有标注。注意：输入电压范围 0 ~ 3.3V，超压会损坏 ADC。

主控板引脚外设引脚功能说明
ADC_INx（底板标注）电位器中间引脚ADC 模拟输入
3.3V电位器一端参考电压
GND电位器另一端共地

3. 软件准备

3.1 内核配置

CONFIG_IIO=y
CONFIG_IIO_BUFFER=y
CONFIG_IIO_TRIGGERED_BUFFER=y
CONFIG_ROCKCHIP_SARADC=y            /* RK3588 SAR-ADC IIO 驱动 */
CONFIG_OF=y

驱动源码 drivers/iio/adc/rockchip_saradc.c。

3.2 设备树

saradc: sar@fe720000 {
    compatible = "rockchip,rk3588-saradc", "rockchip,rk3399-saradc";
    reg = <0x0 0xfe720000 0x0 0x10000>;
    interrupts = <GIC_SPI 26 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&cru CLK_SARADC>, <&cru PCLK_SARADC>;
    clock-names = "saradc", "apb_pclk";
    resets = <&cru SRST_SARADC>;
    reset-names = "saradc-apb";
    #io-channel-cells = <1>;
    status = "okay";   /* 需在板级 dts enable */
};

4. 设备端 ADC 操作

4.1 查看 ADC IIO 设备

ls /sys/bus/iio/devices/

实机输出如下：

iio:device0
iio_sysfs_trigger

本机已加载 SAR-ADC，挂在 iio:device0。

4.2 查看 ADC 通道

ls /sys/bus/iio/devices/iio:device0/

输出如下输出：

buffer
buffer0
dev
in_voltage0_raw
in_voltage1_raw
in_voltage2_raw
in_voltage3_raw
in_voltage4_raw
in_voltage5_raw
in_voltage6_raw

本机 SARADC 暴露 7+ 个通道（in_voltage0~6_raw），每个文件读出 12-bit 原始值（0~4095）。

4.3 读取 ADC 原始值

# 通道 0 原始值（0 ~ 4095）
cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw

读到的值输出：

2048

2048 / 4095 ≈ 50%，对应输入电压约 1.65 V（满量程 3.3V）。

4.4 读取 ADC 量纲（mV/LSB）

LSB 是最低有效位，也就是一个原始计数值对应的电压。scale 文件给出这个换算系数：

cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage_scale

输出输出：

0.805860

约 0.806 mV/LSB。所以 in_voltage0_raw=2048 实际电压 ≈ 2048 × 0.806 ≈ 1.65V。

4.5 计算实际电压

# Python 一行计算（电压 = raw * scale）
python3 -c "print(open('/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw').read().strip() + ' * ' + open('/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage_scale').read().strip() + ' = ' + str(int(open('/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw').read()) * float(open('/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage_scale').read()) + ' mV')"

4.6 触发模式（连续采样）

# 启用通道 0 扫描
echo 1 > /sys/bus/iio/devices/iio:device0/scan_elements/in_voltage0_en

# 触发一次单次读取
cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw > /tmp/adc_sample.txt

# 用 sysfs trigger 持续采样
echo 0 > /sys/bus/iio/devices/iio_sysfs_trigger/trigger0/add_trigger_device

5. 用户态工具（libiio）

除了直接读文件，也可以用 libiio 自带的命令行工具。

[电脑端/开发板] 安装 libiio-utils：

apt install -y libiio-utils
# 一次性读取
iio_readdev -u local -d iio:device0 voltage0

# 连续读取触发模式（device buffer）
iio_readdev -u local -d iio:device0 voltage0 -b 1024 -t

voltage0 等通道名需根据实际 iio 设备能力调整（工具按名字访问）。

6. 设备树引用 ADC

消费者节点通过 io-channels 引用 ADC：

some_node {
    /* 引用 SARADC 通道 0，参考电压由 vcc_3v3_s0 提供 */
    io-channels = <&saradc 0>;
    io-channel-names = "adc0";
};

PC 端修改后重编译烧录。

7. 代码解读

7.1 驱动注册

// drivers/iio/adc/rockchip_saradc.c（简化）

static struct platform_driver rockchip_saradc_driver = {
    .probe  = rockchip_saradc_probe,
    .remove = rockchip_saradc_remove,
    .driver = {
        .name = "rockchip-saradc",
        .of_match_table = rockchip_saradc_match,
    },
};

static const struct of_device_id rockchip_saradc_match[] = {
    { .compatible = "rockchip,rk3588-saradc" },
    { /* sentinel */ }
};

7.2 sysfs 调用链

用户空间: cat /sys/.../in_voltage0_raw
  → iio_read_channel_raw()          /* IIO core */
    → rockchip_saradc_read_raw()     /* Rockchip 驱动 */
      → 启动 ADC 转换
        → 等待中断 / 轮询完成
          → 读取 SARADC 数据寄存器

8. 故障排除

8.1 读取始终为 0 或 4095

读数贴着量程两端，通常是节点没使能或被独占，按顺序检查：

# 检查 SARADC 节点状态
cat /proc/device-tree/saradc@fe720000/status

# 检查 ADC 时钟
cat /sys/kernel/debug/clk/clk_saradc/clk_rate

# 是否被某个 iio 消费者独占
cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/scan_elements/in_voltage0_en

8.2 读数波动大

可以尝试：

  • 多次采样取平均值
  • 检查电源纹波
  • 模拟信号走线尽量短，必要时加 RC 滤波

8.3 设备不存在

先看内核有没有识别到：

dmesg | grep -i saradc

可能原因：设备树 status = "disabled" 或 CONFIG_ROCKCHIP_SARADC=m 但未加载。

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