我們在《Linux IIO接口的低成本8通道AD》這篇文章中，已經介紹了如何通過程序對IIO設備進行單次讀取，接下來我們就介紹波形的實現，關于IIO子系統的詳細說明可以參考資料Linux Industrial I/O Subsystem。

　　本次測試采用的平臺還是ESM7200主板加上ESMARC通用評估底板，波形采集要求AD能夠進行等時的連續采樣，在IIO子系統的部分需要有較多的設置，所以推薦直接使用ADI公司提供的libiio庫，這個庫文件抽象了和硬件相關的底層細節，并提供了簡單而完整的編程接口，可以省去很多和硬件相關的設置，英創公司已經將libiio移植到了ESM7200主板上。

　　在上一篇文章中已經介紹過，ESM7200主板的AD是CPU內部自帶的資源，在硬件上只能夠支持單通道的連續采集，并且最高的速率能夠達到58kSPS。在ESM7200主板中，提供了8路AD資源，用戶可以指定任意一路AD作為連續采樣的通道，但同一時間只能夠使能一路通道進行連續采集。

表1

　　同時因為受到CPU內部時鐘分頻的限制，所以ESM7200連續采樣的速率只能夠支持幾個特定的值，可參考下表：

表2

　　關于ESM7200主板和ESMARC通用評估底板的管腳定義介紹，請參考上一篇文章《Linux IIO接口的低成本8通道AD》中的表1和表2。

　　整個程序的基本流程如下：

　　下面就是具體的代碼，首先是獲取IIO設備，代碼如下：

static struct iio_context *ctx;  
struct iio_device *dev;  
	  
/* 獲取IIO設備 */  
ctx = iio_create_context_from_uri("local:");  
	  
dev = iio_context_get_device(ctx, 0);  
if (!dev) {  
    fprintf(stderr, "Device not found\n");  
    iio_context_destroy(ctx);  
    return EXIT_FAILURE;  
}

　　在IIO子系統中，在連續采樣時，會分配一個可自定義長度的環形緩沖區，這個緩沖區需要一個觸發（trigger）才能夠使用。這里我們可以通過軟件模擬創建一個trigger，通過下面的命令就可以創建一個軟件模擬的trigger：

　　echo 1 > /sys/bus/iio/devices/iio_sysfs_trigger/add_trigger

　　在ESM7200主板啟動后，輸入一次這個命令即可，可以通過英創公司提供的自啟動腳本來執行。

　　創建好trigger后，就可以在程序中為IIO設備指定這個trigger了，libiio提供的API可以獲取創建的trigger并設置到對應的IIO設備中：

static const char *trigger_name = "sysfstrig1";  
struct iio_device *trigger;  
	  
/* 獲取trigger并設置 */  
if (trigger_name) {  
    struct iio_device *trigger = iio_context_find_device(  
        ctx, trigger_name);  
    if (!trigger) {  
        fprintf(stderr, "Trigger %s not found\n", trigger_name);  
        iio_context_destroy(ctx);  
        return EXIT_FAILURE;  
}  
	  
    if (!iio_device_is_trigger(trigger)) {  
        fprintf(stderr, "Specified device is not a trigger\n");  
        iio_context_destroy(ctx);  
        return EXIT_FAILURE;  
    }  
	  
    ret = iio_device_set_trigger(dev, trigger);  
    if (ret < 0) {  
        char buf[256];  
        iio_strerror(-(int)ret, buf, sizeof(buf));  
        fprintf(stderr, "set trigger failed : %s\n", buf);  
    }  
}

　　然后就需要獲取我們要采集的通道（channel），并使能連續采集。因為ESM7200主板只支持單通道的連續采集，所以這里我們只選擇一路來使能：

struct iio_channel *ch;  
	  
/* 使能對應的IIO通道，可以根據實際情況修改成需要的通道 */  
ch = iio_device_get_channel(dev, 9);  
if (!iio_channel_is_scan_element(ch) ||  
    iio_channel_is_output(ch)) {  
printf("Can not get channel %d\n", ch);  
return -1;  
}  
iio_channel_enable(ch);

　　設置采樣的速率，ESM7200主板上只能夠設置幾種固定的頻率，可參考表2：

int sample_freq[4] = {58098, 29676, 15000, 7541};  
	  
/* 設置采樣頻率，因為分頻的原因，只能提供幾組固定的采樣頻率 
 * 可以參考sample_freq變量 
 * */  
freq = malloc(10);  
sprintf(freq, "%d", sample_freq[0]);  
ret = iio_channel_attr_write(ch, attr, freq);  
if (ret <= 0) {  
    printf("ERROR: while writing '%s' with '%s'\n",  
        attr, freq);  
}

　　創建一個環形緩沖區用于存儲連續采集的數據，環形緩沖區的大小根據實際情況自行修改，測試代碼中設置為1024：

unsigned int buffer_size = 1024;  
	  
/* 創建一個和指定IIO設備關聯的數據緩沖區 */  
buffer = iio_device_create_buffer(dev, buffer_size, false);  
if (!buffer) {  
    char buf[256];  
    iio_strerror(errno, buf, sizeof(buf));  
    fprintf(stderr, "Unable to allocate buffer: %s\n", buf);  
    iio_context_destroy(ctx);  
    return EXIT_FAILURE;  
}

　　在讀取數據之前，我們需要先確定需要讀取的通道的樣本大小，以方便我們來判斷緩沖區內的數據，是否均為需要的樣本數據：

/* 獲取IIO設備中當前樣本長度，因為AD的精度為12位，獲取到的值應該為2(byte) */  
sample_size = iio_device_get_sample_size(dev);  
/* Zero isn't normally an error code, but in this case it is an error */  
if (sample_size == 0) {  
    fprintf(stderr, "Unable to get sample size, returned 0\n");  
    iio_context_destroy(ctx);  
    return EXIT_FAILURE;  
} else if (sample_size < 0) {  
    char buf[256];  
    iio_strerror(errno, buf, sizeof(buf));  
    fprintf(stderr, "Unable to get sample size : %s\n", buf);  
    iio_context_destroy(ctx);  
    return EXIT_FAILURE;  
}

　　接下來就可以開始讀取數據了，讀取的時候可以指定需要讀取的數據長度。讀取的數據可以根據實際的需求進行處理，比如保存到文件中，例子中是直接通過fwrite將數據寫到stdout中，其實就是直接打印到串口終端中：

/* 主循環，讀取數據和處理 */  
while(app_running) {  
    /*  獲取通道更多樣本 */  
    ret = iio_buffer_refill(buffer);  
    if (ret < 0) {  
        if (app_running) {  
            char buf[256];  
            iio_strerror(-(int)ret, buf, sizeof(buf));  
            fprintf(stderr, "Unable to refill buffer: %s\n", buf);  
            break;  
        }  
    }  
  
    /* 獲取channel中兩個sample之間的長度，并判斷和IIO設備的sample_size是否相等 
     * 如果相等，說明全部是需要的樣本，直接讀取 
     * 如果不相等，說明存在其他數據，需要單獨解析處理 
     * */  
    if (iio_buffer_step(buffer) == sample_size) {  
        /* 獲取buffer中的起始地址和結束地址，并計算數據長度 */  
        void *start = iio_buffer_start(buffer);  
        size_t read_len, len = (intptr_t) iio_buffer_end(buffer)  
        - (intptr_t) start;  
  
        if (num_samples && len > num_samples * sample_size)  
            len = num_samples * sample_size;  
  
        /* 數據處理，這里通過fwrite函數將數據直接輸出到stdout中 
         * 用戶可以根據實際的情況進行處理，比如寫入到記錄文件中 
         * */  
        for (read_len = len; len; ) {  
            size_t nb = fwrite(start, 1, len, stdout);  
            if (!nb)  
                goto err_destroy_buffer;  
  
            len -= nb;  
            start = (void *)((intptr_t) start + nb);  
        }  
	  
        /* 讀取了指定長度（num_samples）的數據后，釋放資源并退出 */  
        if (num_samples) {  
            num_samples -= read_len / sample_size;  
        if (!num_samples)  
            quit_all(EXIT_SUCCESS);  
        }  
        else {  
            /* 如果channel存在其他數據，只能進行單獨處理，一個一個樣本的讀取 
             * 并通過回調函數print_sample來處理，同樣回調函數中也只是通過fwrite函數 
             * 將數據輸出到sdtout中，用戶可以根據自己的需求修改 
             * */  
            ret = iio_buffer_foreach_sample(buffer, print_sample, NULL);  
            if (ret < 0) {  
                char buf[256];  
                iio_strerror(-(int)ret, buf, sizeof(buf));  
                fprintf(stderr, "buffer processing failed : %s\n", buf);  
            }  
        }  
    }  
}

　　在實際測試中，我們接入了一個頻率為1KHz，幅度為0-3.3V的正弦波，使用程序采樣了1024個點存入了文件中，然后使用gnuplot軟件繪制波形如下：

　　多通道和單通道的連續采集在軟件上是類似的，區別只在于使能的通道數量不一樣。英創公司也即將推出支持基于IIO（Industrial I/O）子系統的多通道連續采樣的主板，我們將在后續的文章中繼續介紹。

　　感興趣的客戶可以聯系英創的工程師索要例程的代碼。