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总线驱动---IIC驱动（下）

2023-07-13 94
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简介： 总线驱动---IIC驱动

ap3216c实例

1、 IO 修改或添加

首先肯定是要修改 IO，AP3216C 用到了 I2C1 接口，I.MX6U-ALPHA 开发板上的 I2C1 接口使用到了UART4_TXD 和 UART4_RXD，因此肯定要在设备树里面设置这两个 IO。如果要用到 AP3216C 的中断功能的话还需要初始化 AP_INT 对应的 GIO1_IO01 这个 IO，本章实验我们不使用中断功能。因此只需要设置UART4_TXD 和UART4_RXD 这两个 IO，NXP 其实已经将他这两个 IO 设置好了，打开 imx6ull-alientek-emmc.dts，然后找到如下内容：

pinctrl_i2c1: i2c1grp {
    fsl,pins = <
       MX6UL_PAD_UART4_TX_DATA  I2C1_SCL 0x4001b8b0
       MX6UL_PAD_UART4_RX_DATA  I2C1_SDA 0x4001b8b0
    >;
 };

pinctrl_i2c1 就是 I2C1 的 IO 节点，这里将 UART4_TXD 和 UART4_RXD 这两个 IO 分别复用为 I2C1_SCL 和 I2C1_SDA，电气属性都设置为 0x4001b8b0。

2、在 i2c1 节点追加 ap3216c 子节点

AP3216C 是连接到 I2C1 上的，因此需要在 i2c1 节点下添加 ap3216c 的设备子节点，在imx6ull-alientek-emmc.dts 文件中找到 i2c1 节点，此节点默认内容如下：

&i2c1 {
   clock-frequency = <100000>;
   pinctrl-names = "default";
   pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;
   status = "okay";
mag3110@0e {
     compatible = "fsl,mag3110";
      reg = <0x0e>;
      position = <2>;
    };
  fxls8471@1e {
      compatible = "fsl,fxls8471";
       reg = <0x1e>;
       position = <0>;
      interrupt-parent = <&gpio5>;
      interrupts = <0 8>;
   };
};
  • 第 2 行， clock-frequency 属性为 I2C 频率，这里设置为 100KHz。第 4 行， pinctrl-0 属性指定 I2C 所使用的 IO 为示例代码 中的 pinctrl_i2c1 子节点。
  • 第 7~11 行， mag3110 是个磁力计， NXP 官方的 EVK 开发板上接了 mag3110，因此 NXP在 i2c1 节点下添加了 mag3110 这个子节点。正点原子的 I.MX6U-ALPHA 开发板上没有用到mag3110，因此需要将此节点删除掉。第 13~19 行， NXP 官方 EVK 开发板也接了一个 fxls8471，正点原子的 I.MX6U-ALPHA开发板同样没有此器件，所以也要将其删除掉。将 i2c1 节点里面原有的 mag3110 和 fxls8471 这两个 I2C 子节点删除，然后添加 ap3216c子节点信息，完成以后的 i2c1 节点内容如下所示：
&i2c1 {
     clock-frequency = <100000>;
     pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;
    status = "okay";
ap3216c@1e {
       compatible = "alientek,ap3216c";
       reg = <0x1e>;
    };

};

  • 第 7 行，ap3216c 子节点，@后面的“1e”是 ap3216c 的器件地址。
  • 第 8 行，设置 compatible 值为“alientek,ap3216c”。
  • 第 9 行，reg 属性也是设置 ap3216c 器件地址的，因此 reg 设置为 0x1e。
    设备树修改完成以后使用“make dtbs”重新编译一下，然后使用新的设备树启动Linux 内
    核。/sys/bus/i2c/devices 目录下存放着所有 I2C 设备， 如果设备树修改正确的话， 会在/sys/bus/i2c/devices 目录下看到一个名为“0-001e”的子目录

3.驱动

ap3216creg.h

#ifndef AP3216C_H
#define AP3216C_H
#define AP3216C_ADDR        0X1E    /* AP3216C器件地址  */
/* AP3316C寄存器 */
#define AP3216C_SYSTEMCONG  0x00    /* 配置寄存器       */
#define AP3216C_INTSTATUS   0X01    /* 中断状态寄存器   */
#define AP3216C_INTCLEAR    0X02    /* 中断清除寄存器   */
#define AP3216C_IRDATALOW   0x0A    /* IR数据低字节     */
#define AP3216C_IRDATAHIGH  0x0B    /* IR数据高字节     */
#define AP3216C_ALSDATALOW  0x0C    /* ALS数据低字节    */
#define AP3216C_ALSDATAHIGH 0X0D    /* ALS数据高字节    */
#define AP3216C_PSDATALOW   0X0E    /* PS数据低字节     */
#define AP3216C_PSDATAHIGH  0X0F    /* PS数据高字节     */
#endif

ap3216c.c

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include "ap3216creg.h"
#define AP3216C_CNT 1
#define AP3216C_NAME    "ap3216c"
struct ap3216c_dev {
    dev_t devid;            /* 设备号   */
    struct cdev cdev;       /* cdev     */
    struct class *class;    /* 类        */
    struct device *device;  /* 设备    */
    struct device_node  *nd; /* 设备节点 */
    int major;          /* 主设备号 */
    void *private_data; /* 私有数据 */
    unsigned short ir, als, ps;     /* 三个光传感器数据 */
};
static struct ap3216c_dev ap3216cdev;
/*
 * @description : 从ap3216c读取多个寄存器数据
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要读取的寄存器首地址
 * @param - val:  读取到的数据
 * @param - len:  要读取的数据长度
 * @return      : 操作结果
 */
static int ap3216c_read_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, void *val, int len)
{
    int ret;
    struct i2c_msg msg[2];
    struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;
    /* msg[0]为发送要读取的首地址 */
    msg[0].addr = client->addr;         /* ap3216c地址 */
    msg[0].flags = 0;                   /* 标记为发送数据 */
    msg[0].buf = &reg;                  /* 读取的首地址 */
    msg[0].len = 1;                     /* reg长度*/
    /* msg[1]读取数据 */
    msg[1].addr = client->addr;         /* ap3216c地址 */
    msg[1].flags = I2C_M_RD;            /* 标记为读取数据*/
    msg[1].buf = val;                   /* 读取数据缓冲区 */
    msg[1].len = len;                   /* 要读取的数据长度*/
    ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);
    if(ret == 2) {
        ret = 0;
    } else {
        printk("i2c rd failed=%d reg=%06x len=%d\n",ret, reg, len);
        ret = -EREMOTEIO;
    }
    return ret;
}
/*
 * @description : 向ap3216c多个寄存器写入数据
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要写入的寄存器首地址
 * @param - val:  要写入的数据缓冲区
 * @param - len:  要写入的数据长度
 * @return    :   操作结果
 */
static s32 ap3216c_write_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len)
{
    u8 b[256];
    struct i2c_msg msg;
    struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;
    b[0] = reg;                 /* 寄存器首地址 */
    memcpy(&b[1],buf,len);      /* 将要写入的数据拷贝到数组b里面 */
    msg.addr = client->addr;    /* ap3216c地址 */
    msg.flags = 0;              /* 标记为写数据 */
    msg.buf = b;                /* 要写入的数据缓冲区 */
    msg.len = len + 1;          /* 要写入的数据长度 */
    return i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);
}
/*
 * @description : 读取ap3216c指定寄存器值，读取一个寄存器
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要读取的寄存器
 * @return    :   读取到的寄存器值
 */
static unsigned char ap3216c_read_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg)
{
    u8 data = 0;
    ap3216c_read_regs(dev, reg, &data, 1);
    return data;
#if 0
    struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;
    return i2c_smbus_read_byte_data(client, reg);
#endif
}
/*
 * @description : 向ap3216c指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要写的寄存器
 * @param - data: 要写入的值
 * @return   :    无
 */
static void ap3216c_write_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 data)
{
    u8 buf = 0;
    buf = data;
    ap3216c_write_regs(dev, reg, &buf, 1);
}
/*
 * @description : 读取AP3216C的数据，读取原始数据，包括ALS,PS和IR, 注意！
 *              : 如果同时打开ALS,IR+PS的话两次数据读取的时间间隔要大于112.5ms
 * @param - ir  : ir数据
 * @param - ps  : ps数据
 * @param - ps  : als数据 
 * @return      : 无。
 */
void ap3216c_readdata(struct ap3216c_dev *dev)
{
    unsigned char i =0;
    unsigned char buf[6];
    /* 循环读取所有传感器数据 */
    for(i = 0; i < 6; i++)  
    {
        buf[i] = ap3216c_read_reg(dev, AP3216C_IRDATALOW + i);  
    }
    if(buf[0] & 0X80)   /* IR_OF位为1,则数据无效 */
        dev->ir = 0;                    
    else                /* 读取IR传感器的数据           */
        dev->ir = ((unsigned short)buf[1] << 2) | (buf[0] & 0X03);          
    dev->als = ((unsigned short)buf[3] << 8) | buf[2];  /* 读取ALS传感器的数据           */  
    if(buf[4] & 0x40)   /* IR_OF位为1,则数据无效           */
        dev->ps = 0;                                                        
    else                /* 读取PS传感器的数据    */
        dev->ps = ((unsigned short)(buf[5] & 0X3F) << 4) | (buf[4] & 0X0F); 
}
/*
 * @description     : 打开设备
 * @param - inode   : 传递给驱动的inode
 * @param - filp    : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
 *                    一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 * @return          : 0 成功;其他 失败
 */
static int ap3216c_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    filp->private_data = &ap3216cdev;
    /* 初始化AP3216C */
    ap3216c_write_reg(&ap3216cdev, AP3216C_SYSTEMCONG, 0x04);       /* 复位AP3216C            */
    mdelay(50);                                                     /* AP3216C复位最少10ms  */
    ap3216c_write_reg(&ap3216cdev, AP3216C_SYSTEMCONG, 0X03);       /* 开启ALS、PS+IR      */
    return 0;
}
/*
 * @description     : 从设备读取数据 
 * @param - filp    : 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf     : 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt     : 要读取的数据长度
 * @param - offt    : 相对于文件首地址的偏移
 * @return          : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
 */
static ssize_t ap3216c_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *off)
{
    short data[3];
    long err = 0;
    struct ap3216c_dev *dev = (struct ap3216c_dev *)filp->private_data;
    ap3216c_readdata(dev);
    data[0] = dev->ir;
    data[1] = dev->als;
    data[2] = dev->ps;
    err = copy_to_user(buf, data, sizeof(data));
    return 0;
}
/*
 * @description     : 关闭/释放设备
 * @param - filp    : 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return          : 0 成功;其他 失败
 */
static int ap3216c_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}
/* AP3216C操作函数 */
static const struct file_operations ap3216c_ops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = ap3216c_open,
    .read = ap3216c_read,
    .release = ap3216c_release,
};
 /*
  * @description     : i2c驱动的probe函数，当驱动与
  *                    设备匹配以后此函数就会执行
  * @param - client  : i2c设备
  * @param - id      : i2c设备ID
  * @return          : 0，成功;其他负值,失败
  */
static int ap3216c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
    /* 1、构建设备号 */
    if (ap3216cdev.major) {
        ap3216cdev.devid = MKDEV(ap3216cdev.major, 0);
        register_chrdev_region(ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT, AP3216C_NAME);
    } else {
        alloc_chrdev_region(&ap3216cdev.devid, 0, AP3216C_CNT, AP3216C_NAME);
        ap3216cdev.major = MAJOR(ap3216cdev.devid);
    }
    /* 2、注册设备 */
    cdev_init(&ap3216cdev.cdev, &ap3216c_ops);
    cdev_add(&ap3216cdev.cdev, ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT);
    /* 3、创建类 */
    ap3216cdev.class = class_create(THIS_MODULE, AP3216C_NAME);
    if (IS_ERR(ap3216cdev.class)) {
        return PTR_ERR(ap3216cdev.class);
    }
    /* 4、创建设备 */
    ap3216cdev.device = device_create(ap3216cdev.class, NULL, ap3216cdev.devid, NULL, AP3216C_NAME);
    if (IS_ERR(ap3216cdev.device)) {
        return PTR_ERR(ap3216cdev.device);
    }
    ap3216cdev.private_data = client;
    return 0;
}
/*
 * @description     : i2c驱动的remove函数，移除i2c驱动的时候此函数会执行
 * @param - client  : i2c设备
 * @return          : 0，成功;其他负值,失败
 */
static int ap3216c_remove(struct i2c_client *client)
{
    /* 删除设备 */
    cdev_del(&ap3216cdev.cdev);
    unregister_chrdev_region(ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT);
    /* 注销掉类和设备 */
    device_destroy(ap3216cdev.class, ap3216cdev.devid);
    class_destroy(ap3216cdev.class);
    return 0;
}
/* 传统匹配方式ID列表 */
static const struct i2c_device_id ap3216c_id[] = {
    {"alientek,ap3216c", 0},  
    {}
};
/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id ap3216c_of_match[] = {
    { .compatible = "alientek,ap3216c" },
    { /* Sentinel */ }
};
/* i2c驱动结构体 */  
static struct i2c_driver ap3216c_driver = {
    .probe = ap3216c_probe,
    .remove = ap3216c_remove,
    .driver = {
            .owner = THIS_MODULE,
            .name = "ap3216c",
            .of_match_table = ap3216c_of_match, 
           },
    .id_table = ap3216c_id,
};
/*
 * @description : 驱动入口函数
 * @param       : 无
 * @return      : 无
 */
static int __init ap3216c_init(void)
{
    int ret = 0;
    ret = i2c_add_driver(&ap3216c_driver);
    return ret;
}
/*
 * @description : 驱动出口函数
 * @param       : 无
 * @return      : 无
 */
static void __exit ap3216c_exit(void)
{
    i2c_del_driver(&ap3216c_driver);
}
/* module_i2c_driver(ap3216c_driver) */
module_init(ap3216c_init);
module_exit(ap3216c_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

test.c

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "sys/ioctl.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include <poll.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
/***************************************************************
使用方法     ：./ap3216cApp /dev/ap3216c
***************************************************************/
/*
 * @description     : main主程序
 * @param - argc    : argv数组元素个数
 * @param - argv    : 具体参数
 * @return          : 0 成功;其他 失败
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    char *filename;
    unsigned short databuf[3];
    unsigned short ir, als, ps;
    int ret = 0;
    if (argc != 2) {
        printf("Error Usage!\r\n");
        return -1;
    }
    filename = argv[1];
    fd = open(filename, O_RDWR);
    if(fd < 0) {
        printf("can't open file %s\r\n", filename);
        return -1;
    }
    while (1) {
        ret = read(fd, databuf, sizeof(databuf));
        if(ret == 0) {          /* 数据读取成功 */
            ir =  databuf[0];   /* ir传感器数据 */
            als = databuf[1];   /* als传感器数据 */
            ps =  databuf[2];   /* ps传感器数据 */
            printf("ir = %d, als = %d, ps = %d\r\n", ir, als, ps);
        }
        usleep(200000); /*100ms */
    }
    close(fd);  /* 关闭文件 */  
    return 0;
}
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Linux
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