board/trab/tsc2000.c

   1 /*
   2  * Functions to access the TSC2000 controller on TRAB board (used for scanning
   3  * thermo sensors)
   4  *
   5  * Copyright (C) 2003 Martin Krause, TQ-Systems GmbH, martin.krause@tqs.de
   6  *
   7  * Copyright (C) 2002 DENX Software Engineering, Wolfgang Denk, wd@denx.de
   8  *
   9  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
  10  * project.
  11  *
  12  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  14  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  15  * the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20  * GNU General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  23  * along with this program; if not, write to the Free Software
  24  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  25  * MA 02111-1307 USA
  26  */
  27
  28 #include <common.h>
  29 #include <s3c2400.h>
  30 #include <div64.h>
  31 #include "tsc2000.h"
  32
  33 #include "Pt1000_temp_data.h"
  34
  35 /* helper function */
  36 #define abs(value) (((value) < 0) ? ((value)*-1) : (value))
  37
  38 /*
  39  * Maximal allowed deviation between two immediate meassurments of an analog
  40  * thermo channel. 1 DIGIT = 0.0276 °C. This is used to filter sporadic
  41  * "jumps" in measurment.
  42  */
  43 #define MAX_DEVIATION   18      /* unit: DIGITs of adc; 18 DIGIT = 0.5 °C */
  44
  45 void tsc2000_spi_init(void)
  46 {
  47         S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();
  48         S3C24X0_SPI * const spi = S3C24X0_GetBase_SPI();
  49         int i;
  50
  51         /* Configure I/O ports. */
  52         gpio->PDCON = (gpio->PDCON & 0xF3FFFF) | 0x040000;
  53         gpio->PGCON = (gpio->PGCON & 0x0F3FFF) | 0x008000;
  54         gpio->PGCON = (gpio->PGCON & 0x0CFFFF) | 0x020000;
  55         gpio->PGCON = (gpio->PGCON & 0x03FFFF) | 0x080000;
  56
  57         CLR_CS_TOUCH();
  58
  59         spi->ch[0].SPPRE = 0x1F; /* Baud-rate ca. 514kHz */
  60         spi->ch[0].SPPIN = 0x01; /* SPI-MOSI holds Level after last bit */
  61         spi->ch[0].SPCON = 0x1A; /* Polling, Prescaler, Master, CPOL=0,
  62                                     CPHA=1 */
  63
  64         /* Dummy byte ensures clock to be low. */
  65         for (i = 0; i < 10; i++) {
  66                 spi->ch[0].SPTDAT = 0xFF;
  67         }
  68         spi_wait_transmit_done();
  69 }
  70
  71
  72 void spi_wait_transmit_done(void)
  73 {
  74         S3C24X0_SPI * const spi = S3C24X0_GetBase_SPI();
  75
  76         while (!(spi->ch[0].SPSTA & 0x01)); /* wait until transfer is done */
  77 }
  78
  79
  80 void tsc2000_write(unsigned short reg, unsigned short data)
  81 {
  82         S3C24X0_SPI * const spi = S3C24X0_GetBase_SPI();
  83         unsigned int command;
  84
  85         SET_CS_TOUCH();
  86         command = reg;
  87         spi->ch[0].SPTDAT = (command & 0xFF00) >> 8;
  88         spi_wait_transmit_done();
  89         spi->ch[0].SPTDAT = (command & 0x00FF);
  90         spi_wait_transmit_done();
  91         spi->ch[0].SPTDAT = (data & 0xFF00) >> 8;
  92         spi_wait_transmit_done();
  93         spi->ch[0].SPTDAT = (data & 0x00FF);
  94         spi_wait_transmit_done();
  95
  96         CLR_CS_TOUCH();
  97 }
  98
  99
 100 unsigned short tsc2000_read (unsigned short reg)
 101 {
 102         unsigned short command, data;
 103         S3C24X0_SPI * const spi = S3C24X0_GetBase_SPI();
 104
 105         SET_CS_TOUCH();
 106         command = 0x8000 | reg;
 107
 108         spi->ch[0].SPTDAT = (command & 0xFF00) >> 8;
 109         spi_wait_transmit_done();
 110         spi->ch[0].SPTDAT = (command & 0x00FF);
 111         spi_wait_transmit_done();
 112
 113         spi->ch[0].SPTDAT = 0xFF;
 114         spi_wait_transmit_done();
 115         data = spi->ch[0].SPRDAT;
 116         spi->ch[0].SPTDAT = 0xFF;
 117         spi_wait_transmit_done();
 118
 119         CLR_CS_TOUCH();
 120         return (spi->ch[0].SPRDAT & 0x0FF) | (data << 8);
 121 }
 122
 123
 124 void tsc2000_set_mux (unsigned int channel)
 125 {
 126         S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();
 127
 128         CLR_MUX1_ENABLE; CLR_MUX2_ENABLE;
 129         CLR_MUX3_ENABLE; CLR_MUX4_ENABLE;
 130         switch (channel) {
 131         case 0:
 132                 CLR_MUX0; CLR_MUX1;
 133                 SET_MUX1_ENABLE;
 134                 break;
 135         case 1:
 136                 SET_MUX0; CLR_MUX1;
 137                 SET_MUX1_ENABLE;
 138                 break;
 139         case 2:
 140                 CLR_MUX0; SET_MUX1;
 141                 SET_MUX1_ENABLE;
 142                 break;
 143         case 3:
 144                 SET_MUX0; SET_MUX1;
 145                 SET_MUX1_ENABLE;
 146                 break;
 147         case 4:
 148                 CLR_MUX0; CLR_MUX1;
 149                 SET_MUX2_ENABLE;
 150                 break;
 151         case 5:
 152                 SET_MUX0; CLR_MUX1;
 153                 SET_MUX2_ENABLE;
 154                 break;
 155         case 6:
 156                 CLR_MUX0; SET_MUX1;
 157                 SET_MUX2_ENABLE;
 158                 break;
 159         case 7:
 160                 SET_MUX0; SET_MUX1;
 161                 SET_MUX2_ENABLE;
 162                 break;
 163         case 8:
 164                 CLR_MUX0; CLR_MUX1;
 165                 SET_MUX3_ENABLE;
 166                 break;
 167         case 9:
 168                 SET_MUX0; CLR_MUX1;
 169                 SET_MUX3_ENABLE;
 170                 break;
 171         case 10:
 172                 CLR_MUX0; SET_MUX1;
 173                 SET_MUX3_ENABLE;
 174                 break;
 175         case 11:
 176                 SET_MUX0; SET_MUX1;
 177                 SET_MUX3_ENABLE;
 178                 break;
 179         case 12:
 180                 CLR_MUX0; CLR_MUX1;
 181                 SET_MUX4_ENABLE;
 182                 break;
 183         case 13:
 184                 SET_MUX0; CLR_MUX1;
 185                 SET_MUX4_ENABLE;
 186                 break;
 187         case 14:
 188                 CLR_MUX0; SET_MUX1;
 189                 SET_MUX4_ENABLE;
 190                 break;
 191         case 15:
 192                 SET_MUX0; SET_MUX1;
 193                 SET_MUX4_ENABLE;
 194                 break;
 195         default:
 196                 CLR_MUX0; CLR_MUX1;
 197         }
 198 }
 199
 200
 201 void tsc2000_set_range (unsigned int range)
 202 {
 203         S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();
 204
 205         switch (range) {
 206         case 1:
 207                 CLR_SEL_TEMP_V_0; SET_SEL_TEMP_V_1;
 208                 CLR_SEL_TEMP_V_2; CLR_SEL_TEMP_V_3;
 209                 break;
 210         case 2:
 211                 CLR_SEL_TEMP_V_0; CLR_SEL_TEMP_V_1;
 212                 CLR_SEL_TEMP_V_2; SET_SEL_TEMP_V_3;
 213                 break;
 214         case 3:
 215                 SET_SEL_TEMP_V_0; CLR_SEL_TEMP_V_1;
 216                 SET_SEL_TEMP_V_2; CLR_SEL_TEMP_V_3;
 217                 break;
 218         }
 219 }
 220
 221
 222 u16 tsc2000_read_channel (unsigned int channel)
 223 {
 224         u16 res;
 225
 226         tsc2000_set_mux(channel);
 227         udelay(20 * TSC2000_DELAY_BASE);
 228
 229         tsc2000_write(TSC2000_REG_ADC, 0x2036);
 230         adc_wait_conversion_done ();
 231         res = tsc2000_read(TSC2000_REG_AUX1);
 232         return res;
 233 }
 234
 235
 236 s32 tsc2000_contact_temp (void)
 237 {
 238         long adc_pt1000, offset;
 239         long u_pt1000;
 240         long contact_temp;
 241         long temp1, temp2;
 242
 243         tsc2000_reg_init ();
 244         tsc2000_set_range (3);
 245
 246         /*
 247          * Because of sporadic "jumps" in the measured adc values every
 248          * channel is read two times. If there is a significant difference
 249          * between the two measurements, then print an error and do a third
 250          * measurement, because it is very unlikely that a successive third
 251          * measurement goes also wrong.
 252          */
 253         temp1 = tsc2000_read_channel (14);
 254         temp2 = tsc2000_read_channel (14);
 255         if (abs(temp2 - temp1) < MAX_DEVIATION)
 256                 adc_pt1000 = temp2;
 257         else {
 258                 printf ("%s: read adc value (channel 14) exceeded max allowed "
 259                         "deviation: %d * 0.0276 °C\n",
 260                         __FUNCTION__, MAX_DEVIATION);
 261                 printf ("adc value 1: %ld DIGITs\nadc value 2: %ld DIGITs\n",
 262                         temp1, temp2);
 263                 adc_pt1000 = tsc2000_read_channel (14);
 264                 printf ("use (third read) adc value: adc_pt1000 = "
 265                         "%ld DIGITs\n", adc_pt1000);
 266         }
 267         debug ("read channel 14 (pt1000 adc value): %ld\n", adc_pt1000);
 268
 269         temp1 = tsc2000_read_channel (15);
 270         temp2 = tsc2000_read_channel (15);
 271         if (abs(temp2 - temp1) < MAX_DEVIATION)
 272                 offset = temp2;
 273         else {
 274                 printf ("%s: read adc value (channel 15) exceeded max allowed "
 275                         "deviation: %d * 0.0276 °C\n",
 276                         __FUNCTION__, MAX_DEVIATION);
 277                 printf ("adc value 1: %ld DIGITs\nadc value 2: %ld DIGITs\n",
 278                         temp1, temp2);
 279                 offset = tsc2000_read_channel (15);
 280                 printf ("use (third read) adc value: offset = %ld DIGITs\n",
 281                         offset);
 282         }
 283         debug ("read channel 15 (offset): %ld\n", offset);
 284
 285         /*
 286          * Formula for calculating voltage drop on PT1000 resistor: u_pt1000 =
 287          * x_range3 * (adc_raw - offset) / 10. Formula to calculate x_range3:
 288          * x_range3 = (2500 * (1000000 + err_vref + err_amp3)) / (4095*6). The
 289          * error correction Values err_vref and err_amp3 are assumed as 0 in
 290          * u-boot, because this could cause only a very small error (< 1%).
 291          */
 292         u_pt1000 = (101750 * (adc_pt1000 - offset)) / 10;
 293         debug ("u_pt1000: %ld\n", u_pt1000);
 294
 295         if (tsc2000_interpolate(u_pt1000, Pt1000_temp_table,
 296                                 &contact_temp) == -1) {
 297                 printf ("%s: error interpolating PT1000 vlaue\n",
 298                          __FUNCTION__);
 299                 return (-1000);
 300         }
 301         debug ("contact_temp: %ld\n", contact_temp);
 302
 303         return contact_temp;
 304 }
 305
 306
 307 void tsc2000_reg_init (void)
 308 {
 309         S3C24X0_GPIO * const gpio = S3C24X0_GetBase_GPIO();
 310
 311         tsc2000_write(TSC2000_REG_ADC, 0x2036);
 312         tsc2000_write(TSC2000_REG_REF, 0x0011);
 313         tsc2000_write(TSC2000_REG_DACCTL, 0x0000);
 314
 315         CON_MUX0;
 316         CON_MUX1;
 317
 318         CON_MUX1_ENABLE;
 319         CON_MUX2_ENABLE;
 320         CON_MUX3_ENABLE;
 321         CON_MUX4_ENABLE;
 322
 323         CON_SEL_TEMP_V_0;
 324         CON_SEL_TEMP_V_1;
 325         CON_SEL_TEMP_V_2;
 326         CON_SEL_TEMP_V_3;
 327
 328         tsc2000_set_mux(0);
 329         tsc2000_set_range(0);
 330 }
 331
 332
 333 int tsc2000_interpolate(long value, long data[][2], long *result)
 334 {
 335         int i;
 336         unsigned long long val;
 337
 338         /* the data is sorted and the first element is upper
 339          * limit so we can easily check for out-of-band values
 340          */
 341         if (data[0][0] < value || data[1][0] > value)
 342                 return -1;
 343
 344         i = 1;
 345         while (data[i][0] < value)
 346                 i++;
 347
 348         /* To prevent overflow we have to store the intermediate
 349            result in 'long long'.
 350         */
 351
 352         val = ((unsigned long long)(data[i][1] - data[i-1][1])
 353                    * (unsigned long long)(value - data[i-1][0]));
 354         do_div(val, (data[i][0] - data[i-1][0]));
 355         *result = data[i-1][1] + val;
 356
 357         return 0;
 358 }
 359
 360
 361 void adc_wait_conversion_done(void)
 362 {
 363         while (!(tsc2000_read(TSC2000_REG_ADC) & (1 << 14)));
 364 }