在我们实际开发中，I2C 总线驱动一般芯片原厂会提供，我们开发一般是设计设备驱动。
本文结合之前对Linux内核的IIC子系统的分析 ，以及对字符设备的cdev接口的分析，本文将编写基于IIC总线与cdev接口的MPU6050设备的实例代码并对其进行分析。
IIC子系统分析：详见Linux IIC总线驱动框架。
字符设备的cdev接口分析：详见Linux字符设备驱动（一）：cdev接口。
硬件接口：
CPU：s5pv210；
挂载IIC总线编号：0。
IIC从设备驱动挂载在IIC总线下，IIC总线管理着IIC从设备的设备信息（i2c_client）与设备驱动（i2c_driver）。因此，IIC从设备驱动的编写分为两个部分：注册IIC从设备信息、编写IIC从设备驱动程序。
1. 注册IIC从设备信息
在/kernel/arch/arm/mach-s5pv210/mach-x210.c文件中添加如下信息，向Linux内核注册IIC从设备信息。
static struct i2c_board_info mpu6050_i2c_devs0[] __initdata =
{
{
I2C_BOARD_INFO("mpu6050", 0x2b),//构建i2c_board_info结构体，0x2b为从设备的地址
},
};
static void __init smdkc110_machine_init(void)
{
... ...
i2c_register_board_info(0, mpu6050_i2c_devs0, ARRAY_SIZE(mpu6050_i2c_devs0));//向内核注册IIC从设备信息，0表示该从设备挂载在IIC总线适配器0
... ...
}
2. 编写IIC从设备驱动程序
（1）mpu6050_common.h
将mpu6050_common.h文件添加至/kernel/drivers/i2c/busses目录下。
#ifndef _MPU6050_COMMON_H_
#define _MPU6050_COMMON_H_
#define MPU6050_MAGIC ‘K‘
//mpu6050数据结构
union mpu6050_data
{
struct {
short x;
short y;
short z;
}accel;
struct {
short x;
short y;
short z;
}gyro;
unsigned short temp;
};
//mpu6050的ioctl的命令定义
#define GET_ACCEL _IOR(MPU6050_MAGIC, 0, union mpu6050_data)//读取加速度计的数据
#define GET_GYRO _IOR(MPU6050_MAGIC, 1, union mpu6050_data)//读取陀螺仪的数据
#define GET_TEMP _IOR(MPU6050_MAGIC, 2, union mpu6050_data)//读取温度的数据
#endif
mpu6050_common.h
（2）mpu6050_dev.h
mpu6050_dev.h文件是mpu6050的寄存器地址的定义文件，将其添加至添加至/kernel/drivers/i2c/busses目录下。
#ifndef _MPU6050_DEV_H_ #define _MPU6050_DEV_H_ #define SMPLRT_DIV 0x19 //陀螺仪采样率，典型值：0x07(125Hz) #define CONFIG 0x1A //低通滤波频率，典型值：0x06(5Hz) #define GYRO_CONFIG 0x1B //陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18(不自检，2000deg/s) #define ACCEL_CONFIG 0x1C //加速计自检、测量范围及高通滤波，典型值：0x18(不自检，2G，5Hz) #define ACCEL_XOUT_H 0x3B #define ACCEL_XOUT_L 0x3C #define ACCEL_YOUT_H 0x3D #define ACCEL_YOUT_L 0x3E #define ACCEL_ZOUT_H 0x3F #define ACCEL_ZOUT_L 0x40 #define TEMP_OUT_H 0x41 #define TEMP_OUT_L 0x42 #define GYRO_XOUT_H 0x43 #define GYRO_XOUT_L 0x44 #define GYRO_YOUT_H 0x45 #define GYRO_YOUT_L 0x46 #define GYRO_ZOUT_H 0x47 //陀螺仪z轴角速度数据寄存器（高位） #define GYRO_ZOUT_L 0x48 //陀螺仪z轴角速度数据寄存器（低位） #define PWR_MGMT_1 0x6B //电源管理，典型值：0x00(正常启用) #define WHO_AM_I 0x75 //IIC地址寄存器(默认数值0x68，只读) #define SlaveAddress 0x68 //MPU6050-I2C地址寄存器 #endif
mpu6050_dev.h
（3）mpu6050.c
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/usb.h>
#include <linux/cdev.h>
#include "mpu6050_dev.h"
#include "mpu6050_common.h"
#define DEV_MINOR 100 //IIC从设备的起始次设备号
#define DEV_CNT 1 //IIC从设备的个数
#define DEV_NAME "mpu6050" //IIC从设备名称
static struct i2c_client *mpu6050_client;
static struct cdev mpu6050_dev;
static dev_t mpu6050_devnum; //设备号
static struct class *mpu6050_class;//设备类
/*
* 功能：向mpu6050从设备写入数据
*
* 参数：struct i2c_client *client：指向mpu6050从设备
* const unsigned char reg：需写入的mpu6050的寄存器
* const unsigned char val：写入的数值
*/
static void mpu6050_write_byte(struct i2c_client *client, const unsigned char reg, const unsigned char val)
{
char txbuf[2] = {reg, val};//数据缓存buffer
//封装msg
struct i2c_msg msg[2] = {
[0] =
{
.addr = client->addr,
.flags= 0,
.len = sizeof(txbuf),
.buf = txbuf,
},
};
i2c_transfer(client->adapter, msg, ARRAY_SIZE(msg));//与从设备进行数据通信
}
/*
* 功能：向mpu6050从设备读取数据
*
* 参数：struct i2c_client *client：指向mpu6050从设备
* const unsigned char reg：需读取的mpu6050的寄存器
*
* 返回值：char：读取的数据
*/
static char mpu6050_read_byte(struct i2c_client *client,const unsigned char reg)
{
char txbuf[1] = {reg};//数据缓冲buffer
char rxbuf[1] = {0};
//封装msg
struct i2c_msg msg[2] =
{
[0] =
{
.addr = client->addr,
.flags = 0,
.len = sizeof(txbuf),
.buf = txbuf,
},
[1] =
{
.addr = client->addr,
.flags = I2C_M_RD,
.len = sizeof(rxbuf),
.buf = rxbuf,
},
};
i2c_transfer(client->adapter, msg, ARRAY_SIZE(msg)); //与从设备进行数据通信
return rxbuf[0];
}
//mpu6050硬件初始化
static void mpu6050_init(struct i2c_client *client)
{
mpu6050_write_byte(client, PWR_MGMT_1, 0x00);
mpu6050_write_byte(client, SMPLRT_DIV, 0x07);
mpu6050_write_byte(client, CONFIG, 0x06);
mpu6050_write_byte(client, GYRO_CONFIG, 0x18);
mpu6050_write_byte(client, ACCEL_CONFIG, 0x0);
}
static int mpu6050_open(struct inode *ip, struct file *fp)
{
return 0;
}
static int mpu6050_release(struct inode *ip, struct file *fp)
{
return 0;
}
static long mpu6050_ioctl(struct file *fp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
int res = 0;
union mpu6050_data data = {{0}};
switch(cmd)
{
//读取加速度计的数据
case GET_ACCEL:
data.accel.x = mpu6050_read_byte(mpu6050_client,ACCEL_XOUT_L);
data.accel.x|= mpu6050_read_byte(mpu6050_client,ACCEL_XOUT_H)<<8;
data.accel.y = mpu6050_read_byte(mpu6050_client,ACCEL_YOUT_L);
data.accel.y|= mpu6050_read_byte(mpu6050_client,ACCEL_YOUT_H)<<8;
data.accel.z = mpu6050_read_byte(mpu6050_client,ACCEL_ZOUT_L);
data.accel.z|= mpu6050_read_byte(mpu6050_client,ACCEL_ZOUT_H)<<8;
break;
//读取陀螺仪的数据
case GET_GYRO:
data.gyro.x = mpu6050_read_byte(mpu6050_client,GYRO_XOUT_L);
data.gyro.x|= mpu6050_read_byte(mpu6050_client,GYRO_XOUT_H)<<8;
data.gyro.y = mpu6050_read_byte(mpu6050_client,GYRO_YOUT_L);
data.gyro.y|= mpu6050_read_byte(mpu6050_client,GYRO_YOUT_H)<<8;
data.gyro.z = mpu6050_read_byte(mpu6050_client,GYRO_ZOUT_L);
data.gyro.z|= mpu6050_read_byte(mpu6050_client,GYRO_ZOUT_H)<<8;
printk("gyro:x %d, y:%d, z:%d\n",data.gyro.x,data.gyro.y,data.gyro.z);
break;
//读取温度的数据
case GET_TEMP:
data.temp = mpu6050_read_byte(mpu6050_client,TEMP_OUT_L);
data.temp|= mpu6050_read_byte(mpu6050_client,TEMP_OUT_H)<<8;
printk("temp: %d\n",data.temp);
break;
default:
printk(KERN_INFO "invalid cmd");
break;
}
printk("acc:x %d, y:%d, z:%d\n",data.accel.x,data.accel.y,data.accel.z);
res = copy_to_user((void *)arg,&data,sizeof(data));
return sizeof(data);
}
//mpu6050操作集
static const struct file_operations mpu6050_fops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.open = mpu6050_open,
.release = mpu6050_release,
.unlocked_ioctl = mpu6050_ioctl,
};
static int mpu6050_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
struct device *dev;
mpu6050_client = client;
/*****************************初始化硬件设备******************************/
//初始化mpu6050
mpu6050_init(client);
dbg("probe:name = %s,flag =%d,addr = %d,adapter = %d,driver = %s\n", client->name,
client->flags,client->addr,client->adapter->nr,client->driver->driver.name );
/*********************************创建接口********************************/
cdev_init(&mpu6050_dev, &mpu6050_fops); //关联dev与fops
alloc_chrdev_region(&mpu6050_devnum, DEV_MINOR, DEV_CNT, DEV_NAME);//自动分配设备号
cdev_add(&mpu6050_dev, mpu6050_devnum, DEV_CNT); //添加设备至设备链表
mpu6050_class = class_create(THIS_MODULE,DEV_NAME); //创建设备类
dev = device_create(mpu6050_class, NULL , mpu6050_devnum, "%s%d", DEV_NAME);//创建mpu6050设备
if (IS_ERR(dev))
{
dbg("device create error\n");
goto out;
}
return 0;
out:
return -1;
}
static int mpu6050_remove(struct i2c_client *client)
{
dbg("remove\n");
device_destroy(mpu6050_class, mpu6050_devnum);
class_destroy(mpu6050_class);
unregister_chrdev_region(mpu6050_devnum,DEV_CNT);
return 0;
}
//与mpu6050的设备信息匹配
static struct i2c_device_id mpu6050_ids[] =
{
{"mpu6050",0x2b},
{}
};
//声明mpu6050_ids是i2c类型的一个设备表
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c,mpu6050_ids);
//定义并初始化从设备驱动信息
static struct i2c_driver mpu6050_driver =
{
.probe = mpu6050_probe,
.remove = mpu6050_remove,
.id_table = mpu6050_ids,
.driver =
{
.name = "mpu6050",
.owner = THIS_MODULE,
},
};
static int __init mpu6050_i2c_init(void)
{
return i2c_add_driver(&mpu6050_driver);//注册设备驱动
}
static void __exit mpu6050_i2c_exit(void)
{
i2c_del_driver(&mpu6050_driver); //注销设备驱动
}
MODULE_AUTHOR("Lin");
MODULE_DESCRIPTION("mpu6050 driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(mpu6050_i2c_init);
module_exit(mpu6050_i2c_exit);
原文地址：https://www.cnblogs.com/linfeng-learning/p/9532338.html
时间： 2024-08-29 23:05:51