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文章目录
前言
SPI 驱动框架和 I2C 很类似，都分为主机控制器驱动和设备驱动，主机控制器也就是 SOC的 SPI 控制器接口,不管是什么 SPI 设备，SPI 控制器部分的驱动都是一样，重点是SPI 设备驱动。
1、SPI 主机驱动
SPI 主机驱动就是 SOC 的 SPI 控制器驱动，类似 I2C 驱动里面的适配器驱动，Linux 内核
使用 spi_master 表示 SPI 主机驱动，spi_master 是个结构体。
struct spi_master {
struct device dev;
struct list_head list;
s16 bus_num;
u16 num_chipselect;
u16 dma_alignment;
u16 mode_bits;
u32 bits_per_word_mask;
/* limits on transfer speed */
u32 min_speed_hz;
u32 max_speed_hz;
/* other constraints relevant to this driver */
u16 flags;
/* lock and mutex for SPI bus locking */
spinlock_t bus_lock_spinlock;
struct mutex bus_lock_mutex;
/* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
bool bus_lock_flag;
int (*setup)(struct spi_device *spi);
int (*transfer)(struct spi_device *spi,
struct spi_message *mesg);
/* called on release() to free memory provided by spi_master */
void (*cleanup)(struct spi_device *spi);
bool (*can_dma)(struct spi_master *master,
struct spi_device *spi,
struct spi_transfer *xfer);
int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,
struct spi_message *mesg);
int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);
int (*prepare_message)(struct spi_master *master,
struct spi_message *message);
int (*unprepare_message)(struct spi_master *master,
struct spi_message *message);
1)transfer 函数，和 i2c_algorithm 中的 master_xfer 函数一样，控制器数据传输函数
2)transfer_one_message 函数，也用于 SPI 数据发送，用于发送一个 spi_message
SPI 主机驱动的核心就是申请 spi_master，然后初始化 spi_master，最后向 Linux 内核注册
spi_master。
1、spi_master 申请与释放
struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *dev,
unsigned size)
释放通过 spi_master_put 函数来完成
void spi_master_put(struct spi_master *master)
2、spi_master 的注册与注销
int spi_register_master(struct spi_master *master)
void spi_unregister_master(struct spi_master *master)
2、SPI 设备驱动
spi 设备驱动也和 i2c 设备驱动也很类似，Linux 内核使用 spi_driver 结构体来表示 spi 设备
驱动
struct spi_driver {
const struct spi_device_id *id_table;
int (*probe)(struct spi_device *spi);
int (*remove)(struct spi_device *spi);
void (*shutdown)(struct spi_device *spi);
struct device_driver driver;
}
spi_driver 和 i2c_driver、platform_driver 基本一样，当 SPI 设备和驱动匹配成功以后 probe 函数就会执行
spi_driver 初始化完成以后需要向 Linux 内核注册，注册与注销如下
int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)
void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
3、SPI 设备和驱动匹配过程
SPI 设备和驱动的匹配过程是由 SPI 总线来完成的，这点和 platform、I2C 等驱动一样，SPI
总线为 spi_bus_type
struct bus_type spi_bus_type = {
.name = "spi",
.dev_groups = spi_dev_groups,
.match = spi_match_device,
.uevent = spi_uevent,
};
static int spi_match_device(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
const struct spi_device *spi = to_spi_device(dev);
const struct spi_driver *sdrv = to_spi_driver(drv);
/* Attempt an OF style match */
if (of_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try ACPI */
if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
if (sdrv->id_table)
return !!spi_match_id(sdrv->id_table, spi);
return strcmp(spi->modalias, drv->name) == 0;
}
- of_driver_match_device 函数用于完成设备树设备和驱动匹配
- acpi_driver_match_device 函数用于 ACPI 形式的匹配。
- spi_match_id 函数用于传统的、无设备树的 SPI 设备和驱动匹配过程。比较 SPI
设备名字和 spi_device_id 的 name 字段是否相等，
4、SPI框架, 系统已经做了什么？
SPI 主机驱动注册
ecspi3: ecspi@02010000 {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", "fsl,imx51-ecspi";
reg = <0x02010000 0x4000>;
interrupts = <GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ECSPI3>,
<&clks IMX6UL_CLK_ECSPI3>;
clock-names = "ipg", "per";
dmas = <&sdma 7 7 1>, <&sdma 8 7 2>;
dma-names = "rx", "tx";
status = "disabled";
};
static struct platform_device_id spi_imx_devtype[] = {
{
.name = "imx1-cspi",
.driver_data = (kernel_ulong_t) &imx1_cspi_devtype_data,
}, {
.name = "imx21-cspi",
.driver_data = (kernel_ulong_t) &imx21_cspi_devtype_data,
}, {
.name = "imx27-cspi",
.driver_data = (kernel_ulong_t) &imx27_cspi_devtype_data,
}
}
static const struct of_device_id spi_imx_dt_ids[] = {
{ .compatible = "fsl,imx1-cspi", .data = &imx1_cspi_devtype_data, },
{ .compatible = "fsl,imx21-cspi", .data = &imx21_cspi_devtype_data, },
{ .compatible = "fsl,imx27-cspi", .data = &imx27_cspi_devtype_data, },
{ .compatible = "fsl,imx31-cspi", .data = &imx31_cspi_devtype_data, },
{ .compatible = "fsl,imx35-cspi", .data = &imx35_cspi_devtype_data, },
{ .compatible = "fsl,imx51-ecspi", .data = &imx51_ecspi_devtype_data, },
{ .compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", .data = &imx6ul_ecspi_devtype_data, },
{ /* sentinel */ }
};
static struct platform_driver spi_imx_driver = {
.driver = {
.name = DRIVER_NAME,
.of_match_table = spi_imx_dt_ids,
.pm = IMX_SPI_PM,
},
.id_table = spi_imx_devtype,
.probe = spi_imx_probe,
.remove = spi_imx_remove,
};
“fsl,imx6ul-ecspi”匹配项.
当设备和驱动匹配成功以后 spi_imx_probe 函数就会执行
spi_imx_probe 函数会从设备树中读取相应的节点属性值，申请并初始化 spi_master，最后
调用 spi_bitbang_start 函数(spi_bitbang_start 会调用 spi_register_master 函数)向 Linux 内核注册
spi_master。
spi_imx_transfer
-> spi_imx_pio_transfer
-> spi_imx_push
-> spi_imx->tx
static int spi_imx_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
const struct of_device_id *of_id =
of_match_device(spi_imx_dt_ids, &pdev->dev);
struct spi_imx_master *mxc_platform_info =
dev_get_platdata(&pdev->dev);
struct spi_master *master;
struct spi_imx_data *spi_imx;
struct resource *res;
spi_imx->bitbang.chipselect = spi_imx_chipselect;
spi_imx->bitbang.setup_transfer = spi_imx_setupxfer;
spi_imx->bitbang.txrx_bufs = spi_imx_transfer;
spi_imx->bitbang.master->setup = spi_imx_setup;
spi_imx->bitbang.master->cleanup = spi_imx_cleanup;
spi_imx->bitbang.master->prepare_message = spi_imx_prepare_message;
spi_imx->bitbang.master->unprepare_message = spi_imx_unprepare_message;
}
static int spi_imx_setupxfer(struct spi_device *spi,
struct spi_transfer *t)
{
struct spi_imx_data *spi_imx = spi_master_get_devdata(spi->master);
struct spi_imx_config config;
int ret;
config.bpw = t ? t->bits_per_word : spi->bits_per_word;
config.speed_hz = t ? t->speed_hz : spi->max_speed_hz;
config.mode = spi->mode;
config.cs = spi->chip_select;
if (!config.speed_hz)
config.speed_hz = spi->max_speed_hz;
if (!config.bpw)
config.bpw = spi->bits_per_word;
/* Initialize the functions for transfer */
if (config.bpw <= 8) {
spi_imx->rx = spi_imx_buf_rx_u8;
spi_imx->tx = spi_imx_buf_tx_u8;
spi_imx->tx_config.dst_addr_width = DMA_SLAVE_BUSWIDTH_1_BYTE;
spi_imx->rx_config.src_addr_width = DMA_SLAVE_BUSWIDTH_1_BYTE;
} else if (config.bpw <= 16) {
spi_imx->rx = spi_imx_buf_rx_u16;
spi_imx->tx = spi_imx_buf_tx_u16;
spi_imx->tx_config.dst_addr_width = DMA_SLAVE_BUSWIDTH_2_BYTES;
spi_imx->rx_config.src_addr_width = DMA_SLAVE_BUSWIDTH_2_BYTES;
} else {
spi_imx->rx = spi_imx_buf_rx_u32;
spi_imx->tx = spi_imx_buf_tx_u32;
}
#define MXC_SPI_BUF_RX(type) \
static void spi_imx_buf_rx_##type(struct spi_imx_data *spi_imx) \
{ \
unsigned int val = readl(spi_imx->base + MXC_CSPIRXDATA); \
\
if (spi_imx->rx_buf) { \
*(type *)spi_imx->rx_buf = val; \
spi_imx->rx_buf += sizeof(type); \
} \
}
#define MXC_SPI_BUF_TX(type) \
static void spi_imx_buf_tx_##type(struct spi_imx_data *spi_imx) \
{ \
type val = 0; \
\
if (spi_imx->tx_buf) { \
val = *(type *)spi_imx->tx_buf; \
spi_imx->tx_buf += sizeof(type); \
} \
\
spi_imx->count -= sizeof(type); \
\
writel(val, spi_imx->base + MXC_CSPITXDATA); \
}
MXC_SPI_BUF_RX(u8)
MXC_SPI_BUF_TX(u8)
MXC_SPI_BUF_RX(u16)
MXC_SPI_BUF_TX(u16)
MXC_SPI_BUF_RX(u32)
5、SPI框架, 开发人员需要做什么？
1、IO 的 pinctrl 子节点创建与修改
使用的 IO 来创建或修改 pinctrl 子节点，管脚复用。
pinctrl_ecspi3: ecspi3grp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO 0x100b1 /* MISO*/
MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI 0x100b1 /* MOSI*/
MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK 0x100b1 /* CLK*/
MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 0x100b0 /* CS*/
>;
};
IO复用功能，设置片选，时钟，MISO,MOSI
2、SPI 设备节点的创建与修改
&ecspi1 {
fsl,spi-num-chipselects = <1>;
cs-gpios = <&gpio4 9 0>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1>;
status = "okay";
flash: m25p80@0 {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "st,m25p32";
spi-max-frequency = <20000000>;
reg = <0>;
};
};
设备树SPI理解
- fsl,spi-num-chipselects”属性为 1，表示只有一个设备
- “cs-gpios”属性，也就是片选信号为 GPIO4_IO09
- “pinctrl-0”属性，也就是所使用的 IO 对应的 pinctrl 节点
- 将 ecspi1 节点的“status”属性改为“okay”
- m25p80@0”后面的“0”表示 m25p80 的接到了 ECSPI 的通道 0上
- SPI 设备的 compatible 属性值，用于匹配设备驱动
- “spi-max-frequency”属性设置 SPI 控制器的最高频率，这个要根据所使用的SPI 设备来设置
- reg 属性设置 m25p80 这个设备所使用的 ECSPI 通道，0：代表0通道与m25p80@0 的0一致。
3、SPI 设备数据收发处理流程
struct spi_transfer {
const void *tx_buf;
void *rx_buf;
unsigned len;
unsigned cs_change:1;
u8 bits_per_word;
u16 delay_usecs;
u32 speed_hz;
...
struct list_head transfer_list;
}
tx_buf 保存着要发送的数据;
rx_buf 用于保存接收到的数据;
len 是要进行传输的数据长度，SPI 是全双工通信，因此在一次通信中发送和接收的字节数都是一样的，所以 spi_transfer 中也就没有发送长度和接收长度之分。
spi_transfer 需要组织成 spi_message，spi_message 也是一个结构体
struct spi_message {
struct list_head transfers;
struct spi_device *spi;
unsigned is_dma_mapped:1;
/* completion is reported through a callback */
void (*complete)(void *context);
void *context;
unsigned frame_length;
unsigned actual_length;
int status;
struct list_head queue;
void *state;
};
spi_message相关的函数
1、初始化函数为spi_message_init
void spi_message_init(struct spi_message *m)
2、将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列中
void spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
3、数据传输
同步传输 阻塞
int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
异步传输
int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
异步传输需要设置 spi_message 中的 complete成员变量，complete 是一个回调函数，当 SPI 异步传输完成以后此函数就会被调用。
总结：SPI 数据传输步骤如下：
1. 申请并初始化 spi_transfer，设置 spi_transfer 的 tx_buf 成员变量
2. 使用 spi_message_init 函数初始化 spi_message
3. 使用spi_message_add_tail函数将前面设置好的spi_transfer添加到spi_message队列中
4. 使用 spi_sync 函数完成 SPI 数据同步传输
使用的模板
/* 多字节发送 */
static int spi_send(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{
int ret;
struct spi_message m;
struct spi_transfer t = {
.tx_buf = buf,
.len = len,
};
spi_message_init(&m); /* 初始化 spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m);/* 将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步传输 */
return ret;
}
/*多字节接收 */
static int spi_receive(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{
int ret;
struct spi_message m;
struct spi_transfer t = {
.rx_buf = buf,
.len = len,
};
spi_message_init(&m); /* 初始化 spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m);/* 将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步传输 */
return ret;
}
4、SPI 设备驱动（spi_driver）
驱动模板：
static int xxx_probe(struct spi_device *spi)
{
}
static int xxx_remove(struct spi_device *spi)
{
}
/* 传统匹配方式ID列表 */
static const struct spi_device_id ixxx_id[] = {
{"alientek,icm20608", 0},
{}
};
/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {
{ .compatible = "alientek,icm20608" },
{ /* Sentinel */ }
};
/* SPI驱动结构体 */
static struct spi_driverxxx_driver = {
.probe = ixxx_probe,
.remove = xxx_remove,
.driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "xxx",
.of_match_table = xxx_of_match,
},
.id_table = icm20608_id,
};
static int __init xxx_init(void)
{
return spi_register_driver(&ixxx_driver);
}
static void __exit icm20608_exit(void)
{
spi_unregister_driver(&xxx_driver);
}
5、编写应用程序，通过字符设备驱动（ops），读取数据
6、SPI 实战 （ICM-20608）
ICM-20608 是 InvenSense 出品的一款 6 轴 MEMS 传感器，包括 3 轴加速度和 3 轴陀螺仪
其特性如下：
- 陀螺仪支持 X,Y 和 Z 三轴输出，内部集成 16 位 ADC，测量范围可设置：±250，±
500，±1000 和±2000°/s - 加速度计支持 X,Y 和 Z 轴输出，内部集成 16 位 ADC，测量范围可设置：±2g，±4g，
±4g，±8g 和±16g。 - 用户可编程中断
- 内部包含 512 字节的 FIFO
- 内部包含一个数字温度传感器。
- 耐 10000g 的冲击
- 支持快速 I2C，速度可达 400KHz
- 支持 SPI，速度可达 8MHz
关于 ICM-20608 的详细寄存器和位的介绍请参考 ICM-20608 的寄存器手册
原理图如下：
1、IO 的 pinctrl 子节点创建与修改
pinctrl_ecspi3: ecspi3grp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO 0x100b1 /* MISO*/
MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI 0x100b1 /* MOSI*/
MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK 0x100b1 /* CLK*/
MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 0x100b0 /* CS*/
>;
};
UART2_TX_DATA 这个 IO 是 ICM20608 的片选信号,复用为了普通的 GPIO
2、SPI 设备节点的创建与修改
设备树中，在 ecspi3 节点追加 icm20608 子节点
&ecspi3 {
fsl,spi-num-chipselects = <1>;
cs-gpio = <&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi3>;
status = "okay";
spidev: icm20608@0 {
compatible = "alientek,icm20608";
spi-max-frequency = <8000000>;
reg = <0>;
};
};
SPI说明：
- spi-num-chipselects 设置当前片选数量为 1，因为就只接了一个 ICM20608
- cs-gpio 自己定义的“cs-gpio”属性，因为我们要自己控制片选引脚
- 设置 IO 要使用的 pinctrl 子节点,节点信息见1（IO 的 pinctrl 子节点创建与修改）
- 节点状态(status)设置为“enable”
- icm20608 设备子节点，因为 icm20608 连接在 ECSPI3 的第 0 个通道上，因此@后面为 0
- 节点属性兼容值为“alientek,icm20608”，
- 设置 SPI 最大时钟频率为 8MHz，这是 ICM20608 的 SPI 接口所能支持的最大的时钟频率。
- icm20608 连接在通道 0 上，因此 reg 为 0
4、SPI 设备驱动（spi_driver）
.h 文件
#ifndef ICM20608_H
#define ICM20608_H
#define ICM20608G_ID 0XAF /* ID值 */
#define ICM20608D_ID 0XAE /* ID值 */
/*
*复位后所有寄存器地址都为0，除了
*Register 107(0X6B) Power Management 1 = 0x40
*Register 117(0X75) WHO_AM_I = 0xAF或0xAE
*/
/* 陀螺仪和加速度自测(出产时设置，用于与用户的自检输出值比较） */
#define ICM20_SELF_TEST_X_GYRO 0x00
#define ICM20_SELF_TEST_Y_GYRO 0x01
#define ICM20_SELF_TEST_Z_GYRO 0x02
#define ICM20_SELF_TEST_X_ACCEL 0x0D
#define ICM20_SELF_TEST_Y_ACCEL 0x0E
#define ICM20_SELF_TEST_Z_ACCEL 0x0F
/* 陀螺仪静态偏移 */
#define ICM20_XG_OFFS_USRH 0x13
#define ICM20_XG_OFFS_USRL 0x14
#define ICM20_YG_OFFS_USRH 0x15
#define ICM20_YG_OFFS_USRL 0x16
#define ICM20_ZG_OFFS_USRH 0x17
#define ICM20_ZG_OFFS_USRL 0x18
#define ICM20_SMPLRT_DIV 0x19
#define ICM20_CONFIG 0x1A
#define ICM20_GYRO_CONFIG 0x1B
#define ICM20_ACCEL_CONFIG 0x1C
#define ICM20_ACCEL_CONFIG2 0x1D
#define ICM20_LP_MODE_CFG 0x1E
#define ICM20_ACCEL_WOM_THR 0x1F
#define ICM20_FIFO_EN 0x23
#define ICM20_FSYNC_INT 0x36
#define ICM20_INT_PIN_CFG 0x37
#define ICM20_INT_ENABLE 0x38
#define ICM20_INT_STATUS 0x3A
/* 加速度输出 */
#define ICM20_ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define ICM20_ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ICM20_ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ICM20_ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ICM20_ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ICM20_ACCEL_ZOUT_L 0x40
/* 温度输出 */
#define ICM20_TEMP_OUT_H 0x41
#define ICM20_TEMP_OUT_L 0x42
/* 陀螺仪输出 */
#define ICM20_GYRO_XOUT_H 0x43
#define ICM20_GYRO_XOUT_L 0x44
#define ICM20_GYRO_YOUT_H 0x45
#define ICM20_GYRO_YOUT_L 0x46
#define ICM20_GYRO_ZOUT_H 0x47
#define ICM20_GYRO_ZOUT_L 0x48
#define ICM20_SIGNAL_PATH_RESET 0x68
#define ICM20_ACCEL_INTEL_CTRL 0x69
#define ICM20_USER_CTRL 0x6A
#define ICM20_PWR_MGMT_1 0x6B
#define ICM20_PWR_MGMT_2 0x6C
#define ICM20_FIFO_COUNTH 0x72
#define ICM20_FIFO_COUNTL 0x73
#define ICM20_FIFO_R_W 0x74
#define ICM20_WHO_AM_I 0x75
/* 加速度静态偏移 */
#define ICM20_XA_OFFSET_H 0x77
#define ICM20_XA_OFFSET_L 0x78
#define ICM20_YA_OFFSET_H 0x7A
#define ICM20_YA_OFFSET_L 0x7B
#define ICM20_ZA_OFFSET_H 0x7D
#define ICM20_ZA_OFFSET_L 0x7E
#endif
.c 文件
#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 <linux/spi/spi.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include "icm20608reg.h"
#define ICM20608_CNT 1
#define ICM20608_NAME "icm20608"
struct icm20608_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 */
int cs_gpio; /* 片选所使用的GPIO编号 */
signed int gyro_x_adc; /* 陀螺仪X轴原始值 */
signed int gyro_y_adc; /* 陀螺仪Y轴原始值 */
signed int gyro_z_adc; /* 陀螺仪Z轴原始值 */
signed int accel_x_adc; /* 加速度计X轴原始值 */
signed int accel_y_adc; /* 加速度计Y轴原始值 */
signed int accel_z_adc; /* 加速度计Z轴原始值 */
signed int temp_adc; /* 温度原始值 */
};
static struct icm20608_dev icm20608dev;
static int icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, void *buf, int len)
{
int ret;
unsigned char txdata[len];
struct spi_message m;
struct spi_transfer *t;
struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0); /* 片选拉低，选中ICM20608 */
t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL); /* 申请内存 */
/* 第1次，发送要读取的寄存地址 */
txdata[0] = reg | 0x80; /* 写数据的时候寄存器地址bit8要置1 */
t->tx_buf = txdata; /* 要发送的数据 */
t->len = 1; /* 1个字节 */
spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步发送 */
/* 第2次，读取数据 */
txdata[0] = 0xff; /* 随便一个值，此处无意义 */
t->rx_buf = buf; /* 读取到的数据 */
t->len = len; /* 要读取的数据长度 */
spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步发送 */
kfree(t); /* 释放内存 */
gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1); /* 片选拉高，释放ICM20608 */
return ret;
}
static s32 icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len)
{
int ret;
unsigned char txdata[len];
struct spi_message m;
struct spi_transfer *t;
struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL); /* 申请内存 */
gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0); /* 片选拉低 */
/* 第1次，发送要读取的寄存地址 */
txdata[0] = reg & ~0x80; /* 写数据的时候寄存器地址bit8要清零 */
t->tx_buf = txdata; /* 要发送的数据 */
t->len = 1; /* 1个字节 */
spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步发送 */
/* 第2次，发送要写入的数据 */
t->tx_buf = buf; /* 要写入的数据 */
t->len = len; /* 写入的字节数 */
spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步发送 */
kfree(t); /* 释放内存 */
gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1);/* 片选拉高，释放ICM20608 */
return ret;
}
static unsigned char icm20608_read_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg)
{
u8 data = 0;
icm20608_read_regs(dev, reg, &data, 1);
return data;
}
static void icm20608_write_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 value)
{
u8 buf = value;
icm20608_write_regs(dev, reg, &buf, 1);
}
void icm20608_readdata(struct icm20608_dev *dev)
{
unsigned char data[14];
icm20608_read_regs(dev, ICM20_ACCEL_XOUT_H, data, 14);
dev->accel_x_adc = (signed short)((data[0] << 8) | data[1]);
dev->accel_y_adc = (signed short)((data[2] << 8) | data[3]);
dev->accel_z_adc = (signed short)((data[4] << 8) | data[5]);
dev->temp_adc = (signed short)((data[6] << 8) | data[7]);
dev->gyro_x_adc = (signed short)((data[8] << 8) | data[9]);
dev->gyro_y_adc = (signed short)((data[10] << 8) | data[11]);
dev->gyro_z_adc = (signed short)((data[12] << 8) | data[13]);
}
static int icm20608_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &icm20608dev; /* 设置私有数据 */
return 0;
}
static ssize_t icm20608_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *off)
{
signed int data[7];
long err = 0;
struct icm20608_dev *dev = (struct icm20608_dev *)filp->private_data;
icm20608_readdata(dev);
data[0] = dev->gyro_x_adc;
data[1] = dev->gyro_y_adc;
data[2] = dev->gyro_z_adc;
data[3] = dev->accel_x_adc;
data[4] = dev->accel_y_adc;
data[5] = dev->accel_z_adc;
data[6] = dev->temp_adc;
err = copy_to_user(buf, data, sizeof(data));
return 0;
}
static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
/* icm20608操作函数 */
static const struct file_operations icm20608_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = icm20608_open,
.read = icm20608_read,
.release = icm20608_release,
};
void icm20608_reginit(void)
{
u8 value = 0;
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x80);
mdelay(50);
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x01);
mdelay(50);
value = icm20608_read_onereg(&icm20608dev, ICM20_WHO_AM_I);
printk("ICM20608 ID = %#X\r\n", value);
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_SMPLRT_DIV, 0x00); /* 输出速率是内部采样率 */
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_GYRO_CONFIG, 0x18); /* 陀螺仪±2000dps量程 */
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG, 0x18); /* 加速度计±16G量程 */
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_CONFIG, 0x04); /* 陀螺仪低通滤波BW=20Hz */
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG2, 0x04); /* 加速度计低通滤波BW=21.2Hz */
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_2, 0x00); /* 打开加速度计和陀螺仪所有轴 */
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_LP_MODE_CFG, 0x00); /* 关闭低功耗 */
icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_FIFO_EN, 0x00); /* 关闭FIFO */
}
static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
{
int ret = 0;
/* 1、构建设备号 */
if (icm20608dev.major) {
icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major, 0);
register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
} else {
alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid, 0, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);
}
/* 2、注册设备 */
cdev_init(&icm20608dev.cdev, &icm20608_ops);
cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
/* 3、创建类 */
icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);
if (IS_ERR(icm20608dev.class)) {
return PTR_ERR(icm20608dev.class);
}
/* 4、创建设备 */
icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class, NULL, icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);
if (IS_ERR(icm20608dev.device)) {
return PTR_ERR(icm20608dev.device);
}
/* 获取设备树中cs片选信号 */
icm20608dev.nd = of_find_node_by_path("/soc/aips-bus@02000000/spba-bus@02000000/ecspi@02010000");
if(icm20608dev.nd == NULL) {
printk("ecspi3 node not find!\r\n");
return -EINVAL;
}
/* 2、 获取设备树中的gpio属性，得到BEEP所使用的BEEP编号 */
icm20608dev.cs_gpio = of_get_named_gpio(icm20608dev.nd, "cs-gpio", 0);
if(icm20608dev.cs_gpio < 0) {
printk("can't get cs-gpio");
return -EINVAL;
}
/* 3、设置GPIO1_IO20为输出，并且输出高电平 */
ret = gpio_direction_output(icm20608dev.cs_gpio, 1);
if(ret < 0) {
printk("can't set gpio!\r\n");
}
/*初始化spi_device */
spi->mode = SPI_MODE_0; /*MODE0，CPOL=0，CPHA=0*/
spi_setup(spi);
icm20608dev.private_data = spi; /* 设置私有数据 */
/* 初始化ICM20608内部寄存器 */
icm20608_reginit();
return 0;
}
static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{
/* 删除设备 */
cdev_del(&icm20608dev.cdev);
unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
/* 注销掉类和设备 */
device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);
class_destroy(icm20608dev.class);
return 0;
}
/* 传统匹配方式ID列表 */
static const struct spi_device_id icm20608_id[] = {
{"alientek,icm20608", 0},
{}
};
/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id icm20608_of_match[] = {
{ .compatible = "alientek,icm20608" },
{ /* Sentinel */ }
};
/* SPI驱动结构体 */
static struct spi_driver icm20608_driver = {
.probe = icm20608_probe,
.remove = icm20608_remove,
.driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "icm20608",
.of_match_table = icm20608_of_match,
},
.id_table = icm20608_id,
};
static int __init icm20608_init(void)
{
return spi_register_driver(&icm20608_driver);
}
static void __exit icm20608_exit(void)
{
spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
}
module_init(icm20608_init);
module_exit(icm20608_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
应用程序
#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>
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
char *filename;
signed int databuf[7];
unsigned char data[14];
signed int gyro_x_adc, gyro_y_adc, gyro_z_adc;
signed int accel_x_adc, accel_y_adc, accel_z_adc;
signed int temp_adc;
float gyro_x_act, gyro_y_act, gyro_z_act;
float accel_x_act, accel_y_act, accel_z_act;
float temp_act;
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 */
gyro_x_adc = databuf[0];
gyro_y_adc = databuf[1];
gyro_z_adc = databuf[2];
accel_x_adc = databuf[3];
accel_y_adc = databuf[4];
accel_z_adc = databuf[5];
temp_adc = databuf[6];
/* 计算实际值 */
gyro_x_act = (float)(gyro_x_adc) / 16.4;
gyro_y_act = (float)(gyro_y_adc) / 16.4;
gyro_z_act = (float)(gyro_z_adc) / 16.4;
accel_x_act = (float)(accel_x_adc) / 2048;
accel_y_act = (float)(accel_y_adc) / 2048;
accel_z_act = (float)(accel_z_adc) / 2048;
temp_act = ((float)(temp_adc) - 25 ) / 326.8 + 25;
printf("\r\n原始值:\r\n");
printf("gx = %d, gy = %d, gz = %d\r\n", gyro_x_adc, gyro_y_adc, gyro_z_adc);
printf("ax = %d, ay = %d, az = %d\r\n", accel_x_adc, accel_y_adc, accel_z_adc);
printf("temp = %d\r\n", temp_adc);
printf("实际值:");
printf("act gx = %.2f°/S, act gy = %.2f°/S, act gz = %.2f°/S\r\n", gyro_x_act, gyro_y_act, gyro_z_act);
printf("act ax = %.2fg, act ay = %.2fg, act az = %.2fg\r\n", accel_x_act, accel_y_act, accel_z_act);
printf("act temp = %.2f°C\r\n", temp_act);
}
usleep(100000); /*100ms */
}
close(fd); /* 关闭文件 */
return 0;
}