Zynq-Linux移植学习笔记之59-国产ZYNQ XADC使用说明_linux xadc

1、背景介绍

国产ZYNQ XADC位于PL部分，和进口的对应关系如下：

外部的AUX只有8个通道，最终支持8路外部监测。

2、fpga设置

XADC不需要在linux内核中添加驱动，也不需要在设备数中添加节点，只需要知道FPGA中的XADC基地址，在应用程序中通过/dev/mem方式进行读写。

FPGA中建议将所有使用到的通道全部打开，AUX通道设置为0-11

然后确认XADC的基地址

3、应用设计

应用中可以使用一套代码，需要改动的部分包括：

• XADC基地址

• 外部AUX通道采集的数据经过电阻分压的转换公式

转换公式一般是将读到的原始数据先除以65536 再进行转换

注意：由于和进口存在区别，程序读到的值为下图右侧XADC的通道值，硬件设计是使用下图左侧XADC的通道值。

 

硬件只提供左侧的通道采样的信息：

应用程序中换算为右侧对应的通道，获取采样值。

举例 通道9就是应用中读到的XADCPS_CH_AUX[2]

除了8个外部通道AUX外，其他通道不需要转换。

使用XADC采样前，需要对XADC进行初始化部分。

参考代码如下：

#ifndef _XADC_CORE_H
#define _XADC_CORE_H
 
#include "../global/xil_types.h"
 
#define XADC_BASE_ADDR  				0x83C30000U
 
#define XADCPS_CH_TEMP					0x200  /**< On Chip Temperature */
#define XADCPS_CH_VCCINT				0x204  /**< VCCINT */
#define XADCPS_CH_VCCAUX				0x208  /**< VCCAUX */
#define XADCPS_CH_VPVN					0x20c  /**< VP/VN Dedicated analog inputs */
#define XADCPS_CH_VREFP					0x210  /**< VREFP */
#define XADCPS_CH_VREFN					0x214  /**< VREFN */
#define XADCPS_CH_VBRAM					0x218  /**< On-chip VBRAM Data Reg, 7 series */
 
#define XADCPS_CH_SUPPLY_CALIB			0x220 /**< Supply Calib Data Reg */
#define XADCPS_CH_ADC_CALIB				0x224 /**< ADC Offset Channel Reg */
#define XADCPS_CH_GAINERR_CALIB 		0x228 /**< Gain Error Channel Reg  */
 
#define XADCPS_CH_VCCPINT				0x234 /**< On-chip PS VCCPINT Channel , Zynq */
#define XADCPS_CH_VCCPAUX				0x238 /**< On-chip PS VCCPAUX Channel , Zynq */
#define XADCPS_CH_VCCPMEM				0x23c /**< On-chip PS VCCPMEM Channel , Zynq */
 
#define XADCPS_CH_AUX_MIN				0x240 /**< Channel number for 1st Aux Channel */
#define XADCPS_CH_AUX_MAX				0x27c /**< Channel number for Last Aux channel */
 
 
enum EConvType
{
	EConvType_None,
	EConvType_Raw_to_Scale,
	EConvType_Scale_to_Raw,
	EConvType_Max
};
 
 
float conv_temperature(float input, enum EConvType conv_direction);
float conv_voltage(float input, enum EConvType conv_direction);
void xadc_initialization();
 
#endif
 

/*
 * xadc_core.c
 *
 *  Created on: 2017年9月20日
 *      Author: Administrator
 */
 
#define __XADC_CORE_C_
 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <dirent.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <ctype.h>
#include <pthread.h>
#include <assert.h>
 
#include "xadc_core.h"
#include "../global/xil_io.h"
 
 
void xadc_initialization()
{
	Xil_Out32(XADC_BASE_ADDR+0x000, 0xA);
	Xil_Out32(XADC_BASE_ADDR+0x010, 0x1);
	Xil_Out32(XADC_BASE_ADDR+0x010, 0x0);
}
 
//utility functions
float conv_voltage(float input, enum EConvType conv_direction)
{
	float result=0;
	switch(conv_direction)
	{
	case EConvType_Raw_to_Scale:
		result = ((input * 3.0)/65536.0);
		break;
	default:
		break;
	}
	return result;
}
 
 
float conv_temperature(float input, enum EConvType conv_direction)
{
	float result=0;
 
	switch(conv_direction)
	{
	case EConvType_Raw_to_Scale:
		result = ((input / 65536.0)/0.00198421639) - 273.15;
		break;
	default:
		break;
	}
	return result;
}
 
//transfer float to unsigned char
unsigned char transfer(float temp)
{
	unsigned char result;
	char buff[100];
	int before,end;
	memset(buff,0,sizeof(buff));
	sprintf(buff,"%.2f",temp);
	sscanf(buff,"%d.%d",&before,&end);
	result=(before<<4)|end;
	return result;
}
 
void printadc()
{
	float raw_data=0;
	float true_data=0;
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+XADCPS_CH_TEMP);
	//printf("XADCPS_CH_TEMP is %f\n",raw_data);
	true_data=conv_temperature(raw_data,EConvType_Raw_to_Scale);
	printf("XADCPS_CH_TEMP TRUE DATA is %.2fCent\n",true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+XADCPS_CH_VCCINT);
	//printf("XADCPS_CH_VCCINT is %f\n",raw_data);
	true_data=conv_voltage(raw_data,EConvType_Raw_to_Scale);
	printf("XADCPS_CH_VCCINT TRUE DATA is %.2fV\n",true_data);
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+XADCPS_CH_VCCAUX);
	//printf("XADCPS_CH_VCCAUX is %f\n",raw_data);
	true_data=conv_voltage(raw_data,EConvType_Raw_to_Scale);
	printf("XADCPS_CH_VCCAUX TRUE DATA is %.2fV\n",true_data);
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+XADCPS_CH_VBRAM);
	//printf("XADCPS_CH_VBRAM is %f\n",raw_data);
	true_data=conv_voltage(raw_data,EConvType_Raw_to_Scale);
	printf("XADCPS_CH_VBRAM TRUE DATA is %.2fV\n",true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+XADCPS_CH_VCCPINT);
	//printf("XADCPS_CH_VCCPINT is %f\n",raw_data);
	true_data=conv_voltage(raw_data,EConvType_Raw_to_Scale);
	printf("XADCPS_CH_VCCPINT TRUE DATA is %.2fV\n",true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+XADCPS_CH_VCCPAUX);
	//printf("XADCPS_CH_VCCPAUX is %f\n",raw_data);
	true_data=conv_voltage(raw_data,EConvType_Raw_to_Scale);
	printf("XADCPS_CH_VCCPAUX TRUE DATA is %.2fV\n",true_data);
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+XADCPS_CH_VCCPMEM);
	//printf("XADCPS_CH_VCCPMEM is %f\n",raw_data);
	true_data=conv_voltage(raw_data,EConvType_Raw_to_Scale);
	printf("XADCPS_CH_VCCPMEM TRUE DATA is %.2fV\n",true_data);
 
 
	printf("\n****************AUX DATA****************** \n");
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN));
	true_data=(raw_data/65536.0)*2.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 1V2 is %.2fV\n",0,true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN+1*4));
	true_data=(raw_data/65536.0)*2.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 1V2 is %.2fV\n",1,true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN+2*4));
	true_data=raw_data/65536.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 1V0 is %.2fV\n",2,true_data);
 
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN+3*4));
	true_data=raw_data/65536.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 1V5 is %.2fV\n",2,true_data);
 
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN+4*4));
	true_data=(raw_data/65536.0*3.0)/2.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 3V3 is %.2fV\n",4,true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN+8*4));
	true_data=(raw_data/65536.0*3.0)/2.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 3V3 is %.2fV\n",8,true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN+10*4));
	true_data=(raw_data/65536.0*3.0)/2.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 1V2 is %.2fV\n",10,true_data);
 
 
	raw_data = Xil_In32(XADC_BASE_ADDR+(XADCPS_CH_AUX_MIN+11*4));
	true_data=(raw_data/65536.0)*2.0;  //换算公式
	printf("XADCPS_CH_AUX[%d] 2V5 is %.2fV\n",11,true_data);
 
 
	printf("\n************************************** \n");
	printf("\n************************************** \n");
	printf("\n************************************** \n");
 
}
 
int main()
{
	xadc_initialization();
	printadc();
	return 0;
}