在嵌入式 Linux 系统中，ADC（Analog-to-Digital Converter）和 DAC（Digital-to-Analog Converter）是常见的外设，用于模拟信号与数字信号之间的转换。这些设备通常通过 IIO (Industrial I/O) 子系统进行管理，该子系统提供了统一的接口来访问各种传感器和转换器。

ADC 和 DAC 的通信

1. 使用 IIO 子系统

Linux 内核中的 IIO 子系统为 ADC 和 DAC 提供了标准化的接口。IIO 设备通常出现在 /sys/bus/iio/devices/ 目录下，并且可以通过字符设备文件（如 /dev/iio:deviceX）进行访问。

配置 IIO 设备

确保你的内核配置支持 IIO 子系统以及特定的 ADC 和 DAC 驱动。你可能需要启用以下内核选项：

• CONFIG_IIO
• CONFIG_IIO_BUFFER
• CONFIG_IIO_TRIGGER
• CONFIG_ADC_DRIVER_NAME
• CONFIG_DAC_DRIVER_NAME

查找 IIO 设备

使用 iio_info 工具或直接查看 /sys/bus/iio/devices/ 目录来查找可用的 IIO 设备：

ls /sys/bus/iio/devices/

每个 IIO 设备会有一个对应的目录，例如 iio:device0 或 iio:device1。这些目录包含一系列属性文件，用于读取和写入数据。

2. ADC 操作

对于 ADC 设备，你可以读取模拟输入通道的数据。假设我们有一个 ADC 设备位于 iio:device0，并且它有一个名为 in_voltage0_raw 的通道。

读取 ADC 值

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define ADC_DEVICE "/sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage0_raw"

int main() {
    int fd;
    char buffer[64];
    long adc_value;

    // 打开 ADC 设备文件
    fd = open(ADC_DEVICE, O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("Failed to open ADC device");
        return -1;
    }

    // 读取 ADC 值
    if (read(fd, buffer, sizeof(buffer)) > 0) {
        sscanf(buffer, "%ld", &adc_value);
        printf("ADC Value: %ld\n", adc_value);
    } else {
        perror("Failed to read ADC value");
    }

    close(fd);
    return 0;
}

3. DAC 操作

对于 DAC 设备，你可以将数字值写入到模拟输出通道。假设我们有一个 DAC 设备位于 iio:device1，并且它有一个名为 out_voltage0_raw 的通道。

写入 DAC 值

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define DAC_DEVICE "/sys/bus/iio/devices/iio:device1/out_voltage0_raw"
#define DAC_VALUE "2048" // 示例值，假设 12-bit DAC

int main() {
    int fd;

    // 打开 DAC 设备文件
    fd = open(DAC_DEVICE, O_WRONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("Failed to open DAC device");
        return -1;
    }

    // 写入 DAC 值
    if (write(fd, DAC_VALUE, strlen(DAC_VALUE)) != strlen(DAC_VALUE)) {
        perror("Failed to write DAC value");
    } else {
        printf("DAC Value set to %s\n", DAC_VALUE);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

4. 使用 libiio 库

为了简化 IIO 设备的操作，可以使用 libiio 库。这个库提供了一个 C API 来与 IIO 设备交互，并且有 Python 绑定和其他语言的支持。

安装 libiio

sudo apt-get install libiio-dev

C 示例代码

#include <iio.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    struct iio_context *ctx;
    struct iio_device *adc_dev, *dac_dev;
    struct iio_channel *adc_chan, *dac_chan;
    unsigned int adc_value, dac_value = 2048;

    // 创建本地上下文
    ctx = iio_create_local_context();
    if (!ctx) {
        perror("Failed to create context");
        return -1;
    }

    // 获取 ADC 和 DAC 设备
    adc_dev = iio_context_find_device(ctx, "adc_device_name");
    dac_dev = iio_context_find_device(ctx, "dac_device_name");

    if (!adc_dev || !dac_dev) {
        fprintf(stderr, "Failed to find ADC or DAC device\n");
        iio_context_destroy(ctx);
        return -1;
    }

    // 获取通道
    adc_chan = iio_device_get_channel(adc_dev, 0);
    dac_chan = iio_device_get_channel(dac_dev, 0);

    if (!adc_chan || !dac_chan) {
        fprintf(stderr, "Failed to get channel\n");
        iio_context_destroy(ctx);
        return -1;
    }

    // 设置 DAC 值
    iio_channel_write_raw(dac_chan, &dac_value, sizeof(dac_value));

    // 读取 ADC 值
    iio_channel_read_raw(adc_chan, &adc_value);
    printf("ADC Value: %u\n", adc_value);

    // 清理资源
    iio_context_destroy(ctx);
    return 0;
}

总结

通过 IIO 子系统，嵌入式 Linux 系统可以方便地与 ADC 和 DAC 进行通信。无论是直接操作 /sys 文件系统中的设备文件，还是使用 libiio 库提供的高级接口，都可以实现对这些外设的有效控制和数据采集。确保你的内核配置正确，并根据具体的硬件平台选择合适的驱动程序和工具链。