GPADC检测按键
1.GPADC
GPADC（General Purpose Analog to Digital Converter）是指高精度数模转换模块，拥有12bit分辨率，8位采集精度。模拟输入范围0~1.8V，最高采样率1MHz。
GPADC 驱动路径：
t113i_tinasdk5.0-v1/kernel/linux-5.4/drivers/input/sensor/sunxi_gpadc.c
t113i_tinasdk5.0-v1/kernel/linux-5.4/drivers/input/sensor/sunxi_gpadc.h
1.1 GPADC硬件介绍
查看原理图，如下：
AVCC 为 1.8V 电源供电，通过一个电阻串联到GPADC的按键组。按键通过不同阻值的电阻相连接，按下不同的按键，GPADC0 口的电压不同，CPU 通过对这个电压的采样来决定具体是哪一个按键被按下。上图按键与电压的对应关系如下表所示：
| 0.21V | 0.41V | 0.59V |
|---|---|---|
| VOL+ | VOL- | MENU |
当按键按下时，会触发 GPADC 模块的中断，CPU 会采集 GPADC 的数据，采集到的数据转换成相应的键值之后通过 input 子系统上传到 /dev/input/event 节点，程序便可以从相应的节点获取数据。
1.2 GPADC软件配置
设备树配置
GPADC 的设备树配置分为两个部分：
第一部分包括基础的寄存器配置、设备驱动绑定配置和时钟中断配置。这一部分的配置位于 t113i_tinasdk5.0-v1/kernel/linux-5.4/arch/arm/boot/dts/sun8iw20p1.dtsi 文件内。这一部分通常不需要修改。
gpadc: gpadc@2009000 {
compatible = "allwinner,sunxi-gpadc";
reg = <0x0 0x02009000 0x0 0x400>;
interrupts = <GIC_SPI 57 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&ccu CLK_BUS_GPADC>;
clock-names = "bus";
resets = <&ccu RST_BUS_GPADC>;
status = "okay";
};
第二部分包括采样相关的配置，键值，电压数据等等，在 t113i_tinasdk5.0-v1/device/config/chips/t113_i/configs/evb1_auto/linux-5.4/board.dts 文件内。
&gpadc {
channel_num = <1>;
channel_select = <0x1>;
channel_data_select = <0>;
channel_compare_select = <0x1>;
channel_cld_select = <0x1>;
channel_chd_select = <0>;
channel0_compare_lowdata = <1700000>;
channel0_compare_higdata = <1200000>;
channel1_compare_lowdata = <460000>;
channel1_compare_higdata = <1200000>;
key_cnt = <5>;
key0_vol = <210>;
key0_val = <115>;
key1_vol = <410>;
key1_val = <114>;
key2_vol = <590>;
key2_val = <119>;
key3_vol = <750>;
key3_val = <373>;
key4_vol = <880>;
key4_val = <28>;
status = "okay";
};
内核驱动配置
进入源码根目录t113i_tinasdk5.0-v1/
执行./build.sh menuconfig，找到Device Drivers，进入。
找到 Input device support ，进入。
找到 Sensors 空格勾选并进入。
空格选中 <*> sunxi gpadc driver support ，保存并退出配置页面。
在源码根目录上，先编译内核./build.sh kernel，再执行./build.sh ，最后打包./build.sh pack。
打包完成后，生成的固件保存在 t113i_tinasdk5.0-v1/out/t113_i/evb1_auto/buildroot 目录下，镜像是t113_i_linux_evb1_auto_uart0.img：
ubuntu@dshanpi:~/meihao/t113i_tinasdk5.0-v1/out/t113_i/evb1_auto/buildroot$ ls -la
total 825244
drwxrwxr-x 4 ubuntu ubuntu 4096 7月 17 08:53 .
drwxrwxr-x 4 ubuntu ubuntu 4096 7月 16 20:29 ..
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 6 7月 17 08:53 arisc
-rwxrwxr-x 1 ubuntu ubuntu 12986128 7月 17 08:53 bImage
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 66 7月 17 08:53 .board.dtb.d.dtc.tmp
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 79218 7月 17 08:53 .board.dtb.dts.tmp
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 40960 7月 16 16:31 boot0_mmc_car_fastboot_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 45056 7月 16 16:31 boot0_mmcfastboot_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 49152 7月 16 16:31 boot0_nand_car_fastboot_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 53248 7月 16 16:31 boot0_nandfastboot_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 49152 7月 16 16:31 boot0_nand_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 40960 7月 16 16:31 boot0_sdcard_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 32768 7月 16 16:31 boot0_spinor_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 9521152 7月 17 08:53 boot.img
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 4924 7月 17 08:53 .buildconfig
drwxrwxr-x 7 ubuntu ubuntu 4096 7月 17 08:54 buildroot
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 127042 7月 17 08:53 .config
lrwxrwxrwx 1 ubuntu ubuntu 18 7月 17 08:53 dist -> lib/modules/5.4.61
-rwxrwxr-x 1 ubuntu ubuntu 168392 7月 17 08:53 dtc
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 21152 7月 16 16:31 fes1_sun8iw20p1.bin
drwxrwxr-x 3 ubuntu ubuntu 4096 7月 17 08:53 lib
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 4000287 7月 17 08:53 rootfs.cpio.gz
-rw-r--r-- 1 ubuntu ubuntu 186701904 7月 17 08:54 rootfs.ext4
-rw-r--r-- 1 ubuntu ubuntu 58269696 7月 17 08:54 rootfs.squashfs
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 86446080 7月 17 08:54 rootfs.ubifs
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 86016 7月 16 16:31 sboot_sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 57824 7月 17 08:53 sunxi.dtb
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 67864 7月 16 20:29 .sunxi.dts
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 2354346 7月 17 08:53 System.map
-rwxrwxr-x 2 ubuntu ubuntu 276659200 7月 16 20:29 t113_i_linux_evb1_auto_uart0.img
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 981756 7月 16 16:31 u-boot-sun8iw20p1.bin
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 5169888 7月 17 08:53 uImage
-rwxrwxr-x 1 ubuntu ubuntu 136330284 7月 17 08:53 vmlinux
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 62050327 7月 17 08:53 vmlinux.tar.bz2
-rwxrwxr-x 1 ubuntu ubuntu 5169824 7月 17 08:53 zImage
根据之前的烧录方式进行烧录。
2.测试按键
烧录完成后，进入开发板，执行cat /proc/bus/input/devices,查看对应的设备节点。
# cat /proc/bus/input/devices
I: Bus=0019 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100
N: Name="sunxi-keyboard"
P: Phys=sunxikbd/input0
S: Sysfs=/devices/virtual/input/input0
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event0
B: PROP=0
B: EV=3
B: KEY=1000 800 c0000 0 0 10000000
I: Bus=0019 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100
N: Name="sunxi-ts"
P: Phys=sunxi_ts/input0
S: Sysfs=/devices/platform/soc@3000000/2009c00.rtp/input/input1
U: Uniq=
H: Handlers=event1
B: PROP=0
B: EV=b
B: KEY=400 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
B: ABS=3
I: Bus=0019 Vendor=0001 Product=0001 Version=0100
N: Name="sunxi-gpadc0"
P: Phys=sunxigpadc0/input0
S: Sysfs=/devices/virtual/input/input2
U: Uniq=
H: Handlers=kbd event2
B: PROP=0
B: EV=100003
B: KEY=200000 0 0 0 0 0 0 0 8c0000 0 0 10000000
#
可以看到sunxi-gpadc0对应的设备节点是/dev/input/event2。
2.1 hexdump测试
在开发板上，执行/dev/input/event2，检测按键按下状态：
# hexdump /dev/input/event2
0000000 1dcd 0000 b22e 0004 0001 0073 0001 0000
0000010 1dcd 0000 b22e 0004 0000 0000 0000 0000
0000020 1dcd 0000 5e10 0007 0001 0073 0000 0000
0000030 1dcd 0000 5e10 0007 0000 0000 0000 0000
0000040 1dce 0000 5bbf 0007 0001 0072 0001 0000
0000050 1dce 0000 5bbf 0007 0000 0000 0000 0000
0000060 1dce 0000 6374 0009 0001 0072 0000 0000
0000070 1dce 0000 6374 0009 0000 0000 0000 0000
0000080 1dcf 0000 4dc5 0005 0001 0077 0001 0000
0000090 1dcf 0000 4dc5 0005 0000 0000 0000 0000
00000a0 1dcf 0000 f5bb 0007 0001 0077 0000 0000
00000b0 1dcf 0000 f5bb 0007 0000 0000 0000 0000
可以在t113i_tinasdk5.0-v1/device/config/chips/t113_i/configs/evb1_auto/linux-5.4/board.dts里，设置key*_val值来自定义改变按键按下返回的值。
2.2 C程序测试
为了更加直观分辨哪个按键按下和松开，编写一个c文件用于读取按键。
在Ubuntu上，创建一个.c文件。
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$ ls -la
total 24
drwxrwxr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 7月 17 10:48 .
drwxrwxr-x 4 ubuntu ubuntu 4096 7月 17 10:21 ..
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 1181 7月 17 10:48 gpadc_test.c
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$
写入以下内容：
#include <stdio.h>
#include <linux/input.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/time.h>
#include <limits.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#define DEV_PATH "/dev/input/event2"
static int g_igpadc_fd = 0;
static int test_gpadc(const char *event_file)
{
int code = 0;
int i = 0;
struct input_event data;
g_igpadc_fd = open(DEV_PATH,O_RDONLY);
if(g_igpadc_fd <= 0)
{
printf("open %s error!\n",DEV_PATH);
return -1;
}
for(i = 0;i < 20;i++)
{
read(g_igpadc_fd,&data,sizeof(data));
/*如果按下按键*/
if(data.type == EV_KEY && data.value == 1)
{
if(data.code == 115)
{
code = 1;
}else if(data.code == 114)
{
code = 2;
}else if(data.code == 119)
{
code = 3;
}
printf("k%d pressed\n",code);
code = 0;
}
else if(data.type == EV_KEY && data.value == 0)
{
if(data.code == 115)
{
code = 1;
}else if(data.code == 114)
{
code = 2;
}else if(data.code == 119)
{
code = 3;
}
printf("k%d releaseed\n",code);
code = 0;
}
}
close(g_igpadc_fd);
return 0;
}
int main()
{
return test_gpadc(DEV_PATH);
}
编译之前，先找到相应的交叉编译工具，在源码根目录t113i_tinasdk5.0-v1/上，查看.buildconfig。
ubuntu@dshanpi:~/meihao/t113i_tinasdk5.0-v1$ vim .buildconfig
...
export LICHEE_TOOLCHAIN_PATH=/home/ubuntu/meihao/t113i_tinasdk5.0-v1/out/toolchain/gcc-linaro-5.3.1-2016.05-x86_64_arm-linux-gnueabi
可以看到交叉编译工具是t113i_tinasdk5.0-v1/out/toolchain/gcc-linaro-5.3.1-2016.05-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin/arm-linux-gnueabi-gcc。
执行t113i_tinasdk5.0-v1/out/toolchain/gcc-linaro-5.3.1-2016.05-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin/arm-linux-gnueabi-gcc gpadc_test.c -o gpadc_test编译应用程序，这里的交叉编译工具路径需要改为实际的路径。
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$ /home/ubuntu/meihao/t113i_tinasdk5.0-v1/out/toolchain/gcc-linaro-5.3.1-2016.05-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin/arm-linux-gnueabi-gcc gpadc_test.c -o gpadc_test
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$ ls -la
total 24
drwxrwxr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 7月 17 12:07 .
drwxrwxr-x 4 ubuntu ubuntu 4096 7月 17 10:21 ..
-rwxrwxr-x 1 ubuntu ubuntu 10652 7月 17 12:07 gpadc_test
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 1181 7月 17 10:48 gpadc_test.c
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$ file gpadc_test
gpadc_test: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux.so.3, for GNU/Linux 2.6.32, BuildID[sha1]=b8a92558e4a8aa4ea8ef04018054c8d4e55de7ff, with debug_info, not stripped
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$
编译成功后，把可执行程序gpadc_test上传到开发板。
ubuntu@dshanpi:~/meihao/gpadc_test$ adb push gpadc_test /mnt/UDISK/
执行程序：
# cd /mnt/UDISK/
# ls
gpadc_test
## cd gpadc_test/
# ls
gpadc_test gpadc_test.c
# ./gpadc_test
k1 pressed
k1 releaseed
k2 pressed
k2 releaseed
k3 pressed
k3 releaseed
k1 pressed
k1 releaseed
k2 pressed
k2 releaseed
#