串行外圍設備接口SPI（serial peripheral interface）總線技術是Motorola公司推出的一種同步串行接口，它允許CPU與TTL移位寄存器、A/D或D/A轉換器、實時時鐘 （RTO）、存儲器以及LCD和LED顯示驅動器等外圍接口器件以串行方式進行通訊。

SPI總線只需3～4根數據線和控制線即可擴展具有SPI接口的各種I/O器件，其硬件功能很強，實現軟件相當簡單。串行A/D轉換器具有電路簡單、工作可靠的特點，而ARM芯片被設計用于手持設備以及普通的嵌人式應用的集成系統，將上述兩種實用的芯片和SPI總線技術相結合以實現數據采集十分有效。

1 AD7888的功能與使用

AD7888是美國模擬器件公司推出的一款高速低功耗12位A/D轉換器，采用2.7～5.25 V單電源供電，最大通過率可達到125 kSPS。AD7888的輸入采樣/保持電路在500 ns內獲取一個信號，采用單端采樣模式，包含8個單端模擬輸入，模擬輸入電壓從0到VREF。AD7888有2.5 V的片內基準電壓，也可以使用外部基準電壓，范圍從1.2 V到VDD。CMOS制造工藝確保了低功耗，正常工作時為2 mW，掉電狀態下為3uW。可以選擇多種電源管理模式（包括數據轉換后自動處于掉電模式），與多種串行接口兼容（SPI/QSPI/MICOWIRE /DSP）。AD7888可廣泛應用于電池供電系統（個人數字助理、醫療儀器、移動通信）、儀表控制系統和高速調制/解調器等領域。該器件采用16腳 SOIC和TSSOP外形封裝，外形及引腳定義見圖1和表1。

圖2 顯示了詳細的串行接口時序圖，串行時鐘提供了轉換時序，且控制AD7888轉換信息的輸入輸出。CS初始化數據傳送和轉換處理。在其下降沿之后的1.5個時鐘周期開始采樣輸入信號，這段時間表示為tACQ（獲取時間）。整個轉換過程還需要14.5個時鐘周期來完成，這段時間表示為tCONVERT（轉換時間）。

從AD7888獲取數據的整個轉換過程需要16個時鐘周期。CS上升沿之后，總線返回高阻狀態。如果CS繼續保持低電平，則準備新一輪的轉換。進行采樣的輸入通道的選擇是提前寫入控制寄存器的，因此在轉換時，用戶必須提前寫入以備通道的轉換。也就是說，在進行當前轉換時，用戶就必須提前寫入通道的地址以備下次轉換使用。

2S3C2410的主要功能

S3C2410是三星公司推出的采用RISC結構的16/32位微處理器。它基于ARM920T內核，采用五級流水線和哈佛結構，最高頻率可達 203 MHz，是高性能和低功耗的硬宏單元。ARM920T具有增強ARM體系的MMU（支持WinCE，EPOC 32和Linux）、16kB的指令和數據高速緩存以及高速AMBA總線接口。

S3C2410被設計用于手持設備以及普通的嵌入式應用的集成系統，為了降低整個系統的成本，S3C2410還包括下面的部分：LCD控制器 （STN&TFT）、NAND Flash引導裝入程序、系統管理（片選邏輯和SDRAM控制器）、3通道UART，4通道DMA、4通道PWM時鐘、I/O口、RTC、8通道10位 ADC及觸摸屏接口、IIC總線接口、IIS總線接口、USB主口和USB設備口、SD主口和多媒體卡接口、2通道SPI和2通道PLL。

S3C2410有2個SPI口，可以實現串行數據的傳輸。每個SPI接口各有2個移位寄存器分別負責接收和發送數據。在傳送數據期間，發送數據和接收數據是同步進行的，傳送的頻率可由相應的控制寄存器設定。如果只想發送數據，則接收數據為啞元；如果只想接收數據。則需發送啞元“0xff”。 SPI接口共有4個引腳信號：串行時鐘SCK（SPICLK0，1）、主入從出MISO（SPICLK0，1）和主出從入MOSI（SPIMOSI0， 1）數據線、低電平有效引腳/SS（nSSO，1）。

S3C2410的SPI接口具有如下特點

（1）兼容SPI協議（ver.2.11）；

（2）有分別用于發送和接收的8位移位寄存器；

（3）有設定傳送頻率的8位寄存器；

（4）有輪詢、中斷和DMA三種傳送模式。

3 接口與驅動

根據S3C2410的SPI特點及AD7888的工作原理確定其接口如圖3所示。

AD7888的控制寄存器是8位只寫寄存器。數據在SCLK的上升沿從DIN引腳載人，同時獲取外部模擬量轉換的結果。每次數據的傳輸需要準備16個連續時鐘信號。只有在片選信號下降之后的前8個時鐘脈沖的上升沿提供的信息裝入控制寄存器。

為了實現S3C2410和AD7888在嵌入式Linux下的高速A/D轉換，還編寫了兩者接口的驅動程序，該驅動程序功能的實現主要由以下幾個函數完成。

（1）Init_SPI（）完成SPI的初始化

void Init_SPI（void）

{

int i;

rSPPRE0=0x32;

rSPCON0=0x1e;

for（i=0;iCS

rGPHCON |=0x0400;

rGPHCON&=（~0x0800）；

rGPHUP&=（~0x20）；

rGPHDAT |=0x20;

}

（2）ad_wr（）寫入要求A/D轉換的通道

statIC ssize_t ad_wr（struCt file *file，const char *bur，size_t count，loft_t *offset）

{

int ret=“0”;

int i=“0”;

dbuf=“kmalLOC”（count *sizeof（unsigned char），GFP_KERNEL）；

copy_from_user（dbuf，bur，count）；

for（i=0;i ADTXdata［i］=dbuf［i］;

kfree（dbuf）；

return ret;

}

（3）ad_rd（）得到A/D轉換的結果

statie ssize_t ad_rd（struet file *file，char *bur，size_t count，loft t *offset）

{

int ret=“0”;

int i=“0”;

ad_convert（）；

ad_convert（）；

dbuf=“kmalloc”（count *sizeof（unsigned char），GFP KERNEL）；

for（i=0;i dbuf［i］=ADRXdata［i］;

copy_to_user（bur，dbuf，count）；

kfree（dbuf）；

return ret;

}

（4）ad_convert（）實際完成A/D轉換

void ad_convert（void）

{

rGPHDAT&=（~0x20）；

udelay（100000）；

spi_tx_data（ADTXdata［0］）；

ADRXdata［0］=rSPRDATO;

spi_tx_data（0xff）；

ADRXdata ［1 ］=rSPRDATO;

rGPHDAT |=0x20;

}

（5）spi_tx_data（）完成發送數據

void spi_tx_data（unsigned char data）

{

spi_poll_done（）；

rSPTDAT0=data;

spi_poll_done（）；

}

（6）spi_poll_done（）輪詢SPI狀態

statIC void spi_poll_done（void）

{

while（！（rSPSTA0&0x01））；

}