Linux学习第39天：Linux I2C 驱动实验（三）：哥俩好

Linux版本号4.1.15   芯片I.MX6ULL                                    大叔学Linux    品人间百味  思文短情长 

        linux I2C驱动试验整节的思维导图如下：

        本节笔记主要学习试验程序的编写及运行测试。其中试验程序的编写主要包括修改设备树、AP3216驱动编写及编写测试APP。作为本节重点内容。

五、试验程序编写

1、修改设备树

1）、IO修改或添加

1 pinctrl_i2c1: i2c1grp {
2 fsl,pins = <
3 MX6UL_PAD_UART4_TX_DATA__I2C1_SCL 0x4001b8b0
4 MX6UL_PAD_UART4_RX_DATA__I2C1_SDA 0x4001b8b0
5 >;
6 };

        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ap3216子节点

1 &i2c1 {
2 clock-frequency = <100000>;/*clock-frequency 属性为 I2C 频率，这里设置为 100KHz。*/
3 pinctrl-names = "default";
4 pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;/*pinctrl-0 属性指定 I2C 所使用的 IO 为示例代码中的 pinctrl_i2c1 子节
点。*/
5 status = "okay";
6
7 mag3110@0e {/*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。*/
8 compatible = "fsl,mag3110";
9 reg = <0x0e>;
10 position = <2>;
11 };
12
13 fxls8471@1e {/*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。*/
14 compatible = "fsl,fxls8471";
15 reg = <0x1e>;
16 position = <0>;
17 interrupt-parent = <&gpio5>;
18 interrupts = <0 8>;
19 };
20 };

        添加 ap3216c子节点信息，完成以后的 i2c1 节点内容如下所示：

1 &i2c1 {
2 clock-frequency = <100000>;
3 pinctrl-names = "default";
4 pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;
5 status = "okay";
6
7 ap3216c@1e {/*ap3216c 子节点， @后面的“ 1e”是 ap3216c 的器件地址。*/
8 compatible = "alientek,ap3216c";
9 reg = <0x1e>;/*reg 属性也是设置 ap3216c 器件地址的，因此 reg 设置为 0x1e。*/
10 };
11 };


2、AP3216驱动编写

32 struct ap3216c_dev {
33 dev_t devid; /* 设备号 */
34 struct cdev cdev; /* cdev */
35 struct class *class; /* 类 */
36 struct device *device; /* 设备 */
37 struct device_node *nd; /* 设备节点 */
38 int major; /* 主设备号 */
39 void *private_data; /* 私有数据 */
40 unsigned short ir, als, ps; /* 三个光传感器数据 */
41 };

        ap3216c 设备结构体，第 39 行的 private_data 成员变量用于存放 ap3216c 对应的 i2c_client。第 40 行的 ir、 als 和 ps 分别存储 AP3216C 的 IR、 ALS 和 PS 数据。

static struct ap3216c_dev ap3216cdev;

        定义一个 ap3216c_dev 类型的设备结构体变量 ap3216cdev。

45 /*
46 * @description : 从 ap3216c 读取多个寄存器数据
47 * @param – dev : ap3216c 设备
48 * @param – reg : 要读取的寄存器首地址
49 * @param – val : 读取到的数据
50 * @param – len : 要读取的数据长度
51 * @return : 操作结果
52 */
53 static int ap3216c_read_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg,
void *val, int len)
54 {
55 int ret;
56 struct i2c_msg msg[2];
57 struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)
dev->private_data;
58
59 /* msg[0]为发送要读取的首地址 */
60 msg[0].addr = client->addr; /* ap3216c 地址 */
61 msg[0].flags = 0; /* 标记为发送数据 */
62 msg[0].buf = &reg; /* 读取的首地址 */
63 msg[0].len = 1; /* reg 长度 */
64
65 /* msg[1]读取数据 */
66 msg[1].addr = client->addr; /* ap3216c 地址 */
67 msg[1].flags = I2C_M_RD; /* 标记为读取数据 */
68 msg[1].buf = val; /* 读取数据缓冲区 */
69 msg[1].len = len; /* 要读取的数据长度 */
70
71 ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);
72 if(ret == 2) {
73 ret = 0;
74 } else {
75 printk("i2c rd failed=%d reg=%06x len=%d\n",ret, reg, len);
76 ret = -EREMOTEIO;
77 }
78 return ret;
79 }

        ap3216c_read_regs 函数实现多字节读取，但是 AP3216C 好像不支持连续多字节读取，此函数在测试其他 I2C 设备的时候可以实现多给字节连续读取，但是在 AP3216C 上不能连续读取多个字节。不过读取一个字节没有问题的。

81 /*
82 * @description : 向 ap3216c 多个寄存器写入数据
83 * @param – dev : ap3216c 设备
84 * @param – reg : 要写入的寄存器首地址
85 * @param – val : 要写入的数据缓冲区
86 * @param – len : 要写入的数据长度
87 * @return : 操作结果
88 */
89 static s32 ap3216c_write_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg,
u8 *buf, u8 len)
90 {
91 u8 b[256];
92 struct i2c_msg msg;
93 struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)
dev->private_data;
94
95 b[0] = reg; /* 寄存器首地址 */
96 memcpy(&b[1],buf,len); /* 将要写入的数据拷贝到数组 b 里面 */
97
98 msg.addr = client->addr; /* ap3216c 地址 */
99 msg.flags = 0; /* 标记为写数据 */
100
101 msg.buf = b; /* 要写入的数据缓冲区 */
102 msg.len = len + 1; /* 要写入的数据长度 */
103
104 return i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);
105 }

        ap3216c_write_regs 函数实现连续多字节写操作。

107 /*
108 * @description : 读取 ap3216c 指定寄存器值，读取一个寄存器
109 * @param – dev : ap3216c 设备
110 * @param – reg : 要读取的寄存器
111 * @return : 读取到的寄存器值
112 */
113 static unsigned char ap3216c_read_reg(struct ap3216c_dev *dev,
u8 reg)
114 {
115 u8 data = 0;
116
117 ap3216c_read_regs(dev, reg, &data, 1);
118 return data;
119
120 #if 0
121 struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)
dev->private_data;
122 return i2c_smbus_read_byte_data(client, reg);
123 #endif
124 }

        ap3216c_read_reg 函数用于读取 AP3216C 的指定寄存器数据，用于一个寄存器的数据读取。

126 /*
127 * @description : 向 ap3216c 指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器
128 * @param – dev : ap3216c 设备
129 * @param – reg : 要写的寄存器
130 * @param – data : 要写入的值
131 * @return : 无
132 */
133 static void ap3216c_write_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg,
u8 data)
134 {
135 u8 buf = 0;
136 buf = data;
137 ap3216c_write_regs(dev, reg, &buf, 1);
138 }

        ap3216c_write_reg 函数用于向 AP3216C 的指定寄存器写入数据，用于一个寄存器的数据写操作。

141 * @description : 读取 AP3216C 的数据，读取原始数据，包括 ALS,PS 和 IR,
142 * :同时打开 ALS,IR+PS 的话两次数据读取的间隔要大于 112.5ms
143 * @param - ir : ir 数据
144 * @param - ps : ps 数据
145 * @param - ps : als 数据
146 * @return : 无。
147 */
148 void ap3216c_readdata(struct ap3216c_dev *dev)
149 {
150 unsigned char i =0;
151 unsigned char buf[6];
152
153 /* 循环读取所有传感器数据 */
154 for(i = 0; i < 6; i++)
155 {
156 buf[i] = ap3216c_read_reg(dev, AP3216C_IRDATALOW + i);
157 }
158
159 if(buf[0] & 0X80) /* IR_OF 位为 1,则数据无效 */
160 dev->ir = 0;
161 else /* 读取 IR 传感器的数据 */
162 dev->ir = ((unsigned short)buf[1] << 2) | (buf[0] & 0X03);
163
164 dev->als = ((unsigned short)buf[3] << 8) | buf[2];/* ALS 数据 */
165
166 if(buf[4] & 0x40) /* IR_OF 位为 1,则数据无效 */
167 dev->ps = 0;
168 else /* 读取 PS 传感器的数据 */
169 dev->ps = ((unsigned short)(buf[5] & 0X3F) << 4) |
(buf[4] & 0X0F);
170 }

        读取 AP3216C 的 PS、 ALS 和 IR 等传感器原始数据值。

172 /*
173 * @description : 打开设备
174 * @param – inode : 传递给驱动的 inode
175 * @param - filp : 设备文件， file 结构体有个叫做 private_data 的成员变量
176 * 一般在 open 的时候将 private_data 指向设备结构体。
177 * @return : 0 成功;其他 失败
178 */
179 static int ap3216c_open(struct inode *inode, struct file *filp)
180 {
181 filp->private_data = &ap3216cdev;
182
183 /* 初始化 AP3216C */
184 ap3216c_write_reg(&ap3216cdev, AP3216C_SYSTEMCONG, 0x04);
185 mdelay(50); /* AP3216C 复位最少 10ms */
186 ap3216c_write_reg(&ap3216cdev, AP3216C_SYSTEMCONG, 0X03);
187 return 0;
188 }
189
190 /*
191 * @description : 从设备读取数据
192 * @param – filp : 要打开的设备文件(文件描述符)
193 * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区
194 * @param - cnt : 要读取的数据长度
195 * @param – offt : 相对于文件首地址的偏移
196 * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
197 */
198 static ssize_t ap3216c_read(struct file *filp, char __user *buf,
size_t cnt, loff_t *off)
199 {
200 short data[3];
201 long err = 0;
202
203 struct ap3216c_dev *dev = (struct ap3216c_dev *)
filp->private_data;
204
205 ap3216c_readdata(dev);
206
207 data[0] = dev->ir;
208 data[1] = dev->als;
209 data[2] = dev->ps;
210 err = copy_to_user(buf, data, sizeof(data));
211 return 0;
212 }
213
214 /*
215 * @description : 关闭/释放设备
216 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)
217 * @return : 0 成功;其他 失败
218 */
219 static int ap3216c_release(struct inode *inode, struct file *filp)
220 {
221 return 0;
222 }
223
224 /* AP3216C 操作函数 */
225 static const struct file_operations ap3216c_ops = {
226 .owner = THIS_MODULE,
227 .open = ap3216c_open,
228 .read = ap3216c_read,
229 .release = ap3216c_release,
230 };

        标准的支付设备驱动框架.

232 /*
233 * @description : i2c 驱动的 probe 函数，当驱动与
234 * 设备匹配以后此函数就会执行
235 * @param - client : i2c 设备
236 * @param - id : i2c 设备 ID
237 * @return : 0，成功;其他负值,失败
238 */
239 static int ap3216c_probe(struct i2c_client *client,
const struct i2c_device_id *id)
240 {
241 /* 1、构建设备号 */
242 if (ap3216cdev.major) {
243 ap3216cdev.devid = MKDEV(ap3216cdev.major, 0);
244 register_chrdev_region(ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT,
AP3216C_NAME);
245 } else {
246 alloc_chrdev_region(&ap3216cdev.devid, 0, AP3216C_CNT,
AP3216C_NAME);
247 ap3216cdev.major = MAJOR(ap3216cdev.devid);
248 }
249
250 /* 2、注册设备 */
251 cdev_init(&ap3216cdev.cdev, &ap3216c_ops);
252 cdev_add(&ap3216cdev.cdev, ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT);
253
254 /* 3、创建类 */
255 ap3216cdev.class = class_create(THIS_MODULE, AP3216C_NAME);
256 if (IS_ERR(ap3216cdev.class)) {
257 return PTR_ERR(ap3216cdev.class);
258 }
259
260 /* 4、创建设备 */
261 ap3216cdev.device = device_create(ap3216cdev.class, NULL,
ap3216cdev.devid, NULL, AP3216C_NAME);
262 if (IS_ERR(ap3216cdev.device)) {
263 return PTR_ERR(ap3216cdev.device);
264 }
265
266 ap3216cdev.private_data = client;
267
268 return 0;
269 }

        ap3216c_probe 函数，当 I2C 设备和驱动匹配成功以后此函数就会执行，和platform 驱动框架一样。此函数前面都是标准的字符设备注册代码，最后面会将此函数的第一个参数 client 传递给 ap3216cdev 的 private_data 成员变量。

289 static const struct i2c_device_id ap3216c_id[] = {
290 {"alientek,ap3216c", 0},
291 {}
292 };

        ap3216c_id 匹配表， i2c_device_id 类型。用于传统的设备和驱动匹配，也就是没有使用设备树的时候。

294 /* 设备树匹配列表 */
295 static const struct of_device_id ap3216c_of_match[] = {
296 { .compatible = "alientek,ap3216c" },
297 { /* Sentinel */ }
298 };

        ap3216c_of_match 匹配表， of_device_id 类型，用于设备树设备和驱动匹配。这里只写了一个 compatible 属性，值为“ alientek,ap3216c”。

300 /* i2c 驱动结构体 */
301 static struct i2c_driver ap3216c_driver = {
302 .probe = ap3216c_probe,
303 .remove = ap3216c_remove,
304 .driver = {
305 .owner = THIS_MODULE,
306 .name = "ap3216c",
307 .of_match_table = ap3216c_of_match,
308 },
309 .id_table = ap3216c_id,
310 };

        ap3216c_driver 结构体变量， i2c_driver 类型。

312 /*
313 * @description : 驱动入口函数
314 * @param : 无
315 * @return : 无
316 */
317 static int __init ap3216c_init(void)
318 {
319 int ret = 0;
320
321 ret = i2c_add_driver(&ap3216c_driver);
322 return ret;
323 }

        驱动入口函数 ap3216c_init，此函数通过调用 i2c_add_driver 来向 Linux 内核注册 i2c_driver，也就是 ap3216c_driver。

325 /*
326 * @description : 驱动出口函数
327 * @param : 无
328 * @return : 无
329 */
330 static void __exit ap3216c_exit(void)
331 {
332 i2c_del_driver(&ap3216c_driver);
333 }

        驱动出口函数 ap3216c_exit，此函数通过调用 i2c_del_driver 来注销掉前面注册的 ap3216c_driver。

3、编写测试APP

1 #include "stdio.h"
2 #include "unistd.h"
3 #include "sys/types.h"
4 #include "sys/stat.h"
5 #include "sys/ioctl.h"
6 #include "fcntl.h"
7 #include "stdlib.h"
8 #include "string.h"
9 #include <poll.h>
10 #include <sys/select.h>
11 #include <sys/time.h>
12 #include <signal.h>
13 #include <fcntl.h>
14 /***************************************************************
15 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
16 文件名 : ap3216cApp.c
17 作者 : 左忠凯
18 版本 : V1.0
19 描述 : ap3216c 设备测试 APP。
20 其他 : 无
21 使用方法 ： ./ap3216cApp /dev/ap3216c
22 论坛 : www.openedv.com
23 日志 : 初版 V1.0 2019/9/20 左忠凯创建
24 ***************************************************************/
25
26 /*
27 * @description : main 主程序
28 * @param - argc : argv 数组元素个数
29 * @param - argv : 具体参数
30 * @return : 0 成功;其他 失败
31 */
32 int main(int argc, char *argv[])
33 {
34 int fd;
35 char *filename;
36 unsigned short databuf[3];
37 unsigned short ir, als, ps;
38 int ret = 0;
39
40 if (argc != 2) {
41 printf("Error Usage!\r\n");
42 return -1;
43 }
44
45 filename = argv[1];
46 fd = open(filename, O_RDWR);
47 if(fd < 0) {
48 printf("can't open file %s\r\n", filename);
49 return -1;
50 }
51
52 while (1) {
53 ret = read(fd, databuf, sizeof(databuf));
54 if(ret == 0) { /* 数据读取成功 */
55 ir = databuf[0]; /* ir 传感器数据 */
56 als = databuf[1]; /* als 传感器数据 */
57 ps = databuf[2]; /* ps 传感器数据 */
58 printf("ir = %d, als = %d, ps = %d\r\n", ir, als, ps);
59 }
60 usleep(200000); /* 200ms */
61 }
62 close(fd); /* 关闭文件 */
63 return 0;
64 }

        ap3216cApp.c 文件内容很简单，就是在 while 循环中不断的读取 AP3216C 的设备文件，从
而得到 ir、 als 和 ps 这三个数据值，然后将其输出到终端上。

六、运行测试

1、编译驱动程序和测试APP

1）、编译驱动程序

1 KERNELDIR := /home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imxrel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
......
4 obj-m := ap3216c.o/*第 4 行，设置 obj-m 变量的值为“ ap3216c.o”。*/
......
11 clean:
12 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

        输入如下命令编译出驱动模块文件：
make -j32
        编译成功以后就会生成一个名为“ ap3216c.ko”的驱动模块文件。

2）、编译测试APP

        输入如下命令编译 ap3216cApp.c 这个测试程序：
arm-linux-gnueabihf-gcc ap3216cApp.c -o ap3216cApp
        编译成功以后就会生成 ap3216cApp 这个应用程序。

2、运行测试

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe ap3216c.ko //加载驱动模块

当驱动模块加载成功以后使用 ap3216cApp 来测试，输入如下命令：
./ap3216cApp /dev/ap3216c
测试 APP 会不断的从 AP3216C 中读取数据，然后输出到终端上，如图:

        可以用手电筒照一下 AP3216C，或者手指靠近 AP3216C 来观察传感器数据有没有变
化。

本文为参考正点原子开发板配套教程整理而得，仅用于学习交流使用，不得用于商业用途。

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FL Studio21.2宿主软件中文免费版下载

纵观当下宿主软件市场&#xff0c;正值百家争鸣、百花齐放之际像Mac系统的Logic Pro X、传统宿主软件代表Cubase、录音师必备Pro Tools、后起之秀Studio One等&#xff0c;都在各自的领域具有极高的好评度。而在众多宿主软件中&#xff0c;有这么一款历久弥新且长盛不衰的独特宿…
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Linux应用开发基础知识——Framebuffer 应用编程（四）

Linux应用开发基础知识——Framebuffer 应用编程（四）

前言&#xff1a; 在 Linux 系统中通过 Framebuffer 驱动程序来控制 LCD。Frame 是帧的意 思&#xff0c;buffer 是缓冲的意思&#xff0c;这意味着 Framebuffer 就是一块内存&#xff0c;里面保存着 一帧图像。Framebuffer 中保存着一帧图像的每一个像素颜色值&#xff0c;假设…
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【云栖2023】王峰：开源大数据平台3.0技术解读

【云栖2023】王峰：开源大数据平台3.0技术解读

本文根据2023云栖大会演讲实录整理而成&#xff0c;演讲信息如下&#xff1a; 演讲人&#xff1a;王峰 | 阿里云研究员&#xff0c;阿里云计算平台事业部开源大数据平台负责人 演讲主题&#xff1a;开源大数据平台3.0技术解读 实时化与Serverless是开源大数据3.0时代的必然选…
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【亚马逊云科技产品测评】活动征文｜10分钟拥有一台AWS Linux系统

【亚马逊云科技产品测评】活动征文｜10分钟拥有一台AWS Linux系统

前言 在数字化时代&#xff0c;AWS云服务扮演着至关重要的角色。AWS&#xff08;Amazon Web Services&#xff09;是亚马逊公司旗下的云计算服务平台&#xff0c;为全球各地的企业、组织和个人开发者提供了一系列广泛而深入的云服务。 在AWS云服务中&#xff0c;计算、存储、数…
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flink1.18.0 sql-client报错

flink1.18.0 sql-client报错

报错 Flink SQL> select * from t1; [ERROR] Could not execute SQL statement. Reason: org.apache.flink.table.api.ValidationException: Could not find any factory for identifier kafka that implements org.apache.flink.table.factories.DynamicTableFactory in t…
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小程序如何部署SSL证书

小程序如何部署SSL证书

微信小程序开发前提必须拥有一本SSL证书&#xff0c;办理SSL证书之前确保好指定的微信小程序开发接口使用的域名&#xff0c;如果没有域名的提前申请好&#xff0c;并且到国内服务器提供商去办理备案。 了解微信小程序使用SSL证书的作用&#xff0c;包括以下三个方面&#xff1…
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Mabitys总结

Mabitys总结

一、ORM ORM(Object/Relation Mapping)&#xff0c;中文名称&#xff1a;对象/关系 映射。是一种解决数据库发展和面向对象编程语言发展不匹配问题而出现的技术。 使用JDBC技术时&#xff0c;手动实现ORM映射&#xff1a; 使用ORM时&#xff0c;自动关系映射&#xff1a; &am…
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＜C++＞ list模拟实现

＜C++＞ list模拟实现

目录 前言 一、list的使用 1. list的构造函数 2. list iterator的使用 3. list capacity 4. list modifiers 5. list的算法 1. unique​ 2. sort 3. merge 4. remove 5. splice 二、list模拟实现 1. 设置节点类 && list类 2. push_back 3. 迭代器 重载 * 重载前置 …
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小型洗衣机好用吗？最好用的迷你洗衣机

小型洗衣机好用吗？最好用的迷你洗衣机

很多人会觉得小型洗衣机是智商税&#xff0c;没有必要专门买一个小型洗衣机来洗内衣&#xff0c;洗个内衣只需要两分钟的事情&#xff0c;需要花个几百块钱去入手一个洗衣机吗&#xff1f;然而清洗贴身衣物的并不是一件简单的事情&#xff0c;如果只是简单的搓洗&#xff0c;内…
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基于安卓android微信小程序的物流仓储系统

基于安卓android微信小程序的物流仓储系统

项目介绍 本文以实际运用为开发背景&#xff0c;运用软件工程原理和开发方法&#xff0c;它主要是采用java语言技术和mysql数据库来完成对系统的设计。整个开发过程首先对物流仓储系统进行需求分析&#xff0c;得出物流仓储系统主要功能。接着对物流仓储系统进行总体设计和详细…
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安科瑞故障电弧探测器在建筑电气的设计与应用

安科瑞故障电弧探测器在建筑电气的设计与应用

安科瑞 崔丽洁 【摘要】&#xff1a;电气设备是建筑中不可缺少的一部分&#xff0c;具有较为重要的作用和意义&#xff0c;在应用过程中不仅能够提升建筑本身实用性能&#xff0c;而且可为消费者提供更加优良的生活环境。但设备一旦在运行过程中出现故障&#xff0c;不仅会影响…
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JDBC（二）

JDBC（二）

第4章 操作BLOB类型字段 4.1 MySQL BLOB类型 MySQL中&#xff0c;BLOB是一个二进制大型对象&#xff0c;是一个可以存储大量数据的容器&#xff0c;它能容纳不同大小的数据。 插入BLOB类型的数据必须使用PreparedStatement&#xff0c;因为BLOB类型的数据无法使用字符串拼接写…
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Webpack 中 loader 的作用是什么？常用 loader 有哪些？

Webpack 中 loader 的作用是什么？常用 loader 有哪些？

说说webpack中常见的Loader&#xff1f;解决了什么问题&#xff1f;- 题目详情 - 前端面试题宝典 1、loader 是什么 loader是 webpack 最重要的部分之一。 通过使用不同的 loader&#xff0c;我们能够调用外部的脚本或者工具&#xff0c;实现对不同格式文件的处理。 loader…
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