linux下编写I2C驱动与stm32通信(一)
来源:互联网 发布:广告配音软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 07:02
最近做一个IPC的项目,其中用了海思的一套解决方案,用Hi3518e作为主芯片,上面搭载嵌入式linux系统。由于可行性验证阶段,没有做芯片级,而是先从系统级做起,用了一块已经移植好linux系统,带有网络文件系统服务的板子,该板子是专用于rtsp视频传输的,预留的引脚是在太少,只有两个用于IRCUT的引脚,而我们不仅仅需要rtsp服务,还需要在rtsp视频流中加入九轴陀螺仪的数据一起提供给上位机解析,只得再加一块stm32板子,用IRCUT的两个GPIO口模拟I2C与stm32通信,将与九轴陀螺仪通信以及控制LED亮度和电机控制等工作留给stm32,Hi3518从上位机接收命令传递给stm32,stm32获取九轴陀螺仪数据给Hi3518
由于I2C对时序的严格要求,而linux是一个多任务操作系统,在应用层无法满足严格的时序要求,只得在驱动层做。
1.将寄存器做相应的宏定义,包含相应的头文件,定义用户的数据结构体
#include <linux/module.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/miscdevice.h>#include <linux/fcntl.h>#include <linux/init.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/proc_fs.h>#include <linux/workqueue.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/system.h>#include <asm/io.h>
typedef struct I2C_DATA_S{<span style="white-space:pre"></span>unsigned char<span style="white-space:pre"></span>dev_addr;<span style="white-space:pre"></span>unsigned int <span style="white-space:pre"></span>reg_addr;<span style="white-space:pre"></span>unsigned int <span style="white-space:pre"></span>addr_byte_num;<span style="white-space:pre"></span>unsigned int <span style="white-space:pre"></span>data; <span style="white-space:pre"></span>unsigned int <span style="white-space:pre"></span>data_byte_num;}I2C_DATA_S;
#define GPIO_0_BASE 0x20180000#define SCL (1 << 6) /* GPIO 4_6 */#define SDA (1 << 7) /* GPIO 4_7 */#define GPIO_I2C_SCL_REG IO_ADDRESS(GPIO_0_BASE + 0x400)#define GPIO_I2C_SDA_REG IO_ADDRESS(GPIO_0_BASE + 0x200#define GPIO_I2C_SCLSDA_REG IO_ADDRESS(GPIO_0_BASE + 0x600)<strong></strong>
2.按照linux miscdevice驱动开发的一般流程:定义相应的数据结构
static struct file_operations gpioi2c_fops = { .owner = THIS_MODULE, .unlocked_ioctl = gpioi2c_ioctl, .open = gpioi2c_open, .release = gpioi2c_close};static struct miscdevice gpioi2c_dev = { .minor= MISC_DYNAMIC_MINOR, //动态分配次设备号 .name= "gpioi2c_ex", //驱动名字 .fops = &gpioi2c_fops, //文件操作};
static int __init gpio_i2c_init(void){ int ret;
//把内存映射到CPU空间,可直接操作GPIO寄存器组,返回的线性地址指向,<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">由于Hi3518e的GPIO寄存器占用64K字节,故申请映射时使用0x10000作为参数</span>
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><span style="white-space:pre"></span>reg_gpio0_base_va = ioremap_nocache((unsigned long)GPIO_0_BASE, (unsigned long)0x10000); ret = misc_register(&gpioi2c_dev); //注册设备</span>
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><span style="white-space:pre"></span> if(0 != ret)</span>
<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;"><span style="white-space:pre"></span> return -1;</span>
i2c_set(SCL | SDA);
return 0;}static void __exit gpio_i2c_exit(void){ iounmap((void*)reg_gpio0_base_va); //取消映射 misc_deregister(&gpioi2c_dev); //将注册时申请的资源释放}
module_init(gpio_i2c_init); //声明入口函数,模块被insmod时会自动调用gpio_i2c_initmodule_exit(gpio_i2c_exit); //声明出口函数,模块被rmmod时会自动调用gpio_i2c_exit
long gpioi2c_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg){ I2C_DATA_S __user *argp = (I2C_DATA_S __user*)arg;unsigned char device_addr;unsigned short reg_addr;unsigned short reg_val; unsigned int addr_len; unsigned int data_len;switch(cmd){ case GPIO_I2C_READ: device_addr = argp->dev_addr; reg_addr = argp->reg_addr; addr_len = argp->addr_byte_num; data_len = argp->data_byte_num; reg_val = gpio_i2c_read_ex(device_addr, reg_addr, addr_len, data_len); argp->data = reg_val ; break; case GPIO_I2C_WRITE: device_addr = argp->dev_addr; reg_addr = argp->reg_addr; addr_len = argp->addr_byte_num; data_len = argp->data_byte_num; reg_val = argp->data; gpio_i2c_write_ex(device_addr, reg_addr, addr_len, reg_val, data_len); break; default:return -1;} return 0;}int gpioi2c_open(struct inode * inode, struct file * file){ return 0;}int gpioi2c_close(struct inode * inode, struct file * file){ return 0;}至此,大概框架就搭好了,接下来就是按照I2C的时序要求编写相应的代码,在此就不全贴了,说说遇到的问题吧。
首先遇到的第一个问题就是驱动编写完成加载后,SCL和SDA的引脚均为低电平,而我在模块入口函数处将SDA和SCL均拉高了,通过在其中加printk语句,确认函数确实执行到了,但是就是没有起作用,对照datasheet检查了各种寄存器的地址和配置都没有问题,后来通过示波器发现两个引脚的电平都为0,但是不是很平稳,更像是一个未被控制的引脚,类似于三态的感觉,于是怀疑方向控制寄存器配置不对,于是在gpio_i2c_init函数中将这个寄存器的值打印出来发现是对的。排除了其他的寄存器配置后,只剩下一个管脚复用寄存器,由于复位后这个寄存器的值为0x00,即为GPIO模式,就没有对其进行配置。如下图所示:
结果将这个寄存器的值打印出来发现是0x01,不是默认的GPIO模式,于是在入口函数中重新配置该寄存器,I2C时序正常。 hi3518e这边的工作算是完成了,接下来就是完成stm32的I2C从机配置和两者之间的通信协议。
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