imx6ull----IIC--AP3216C

news2025/6/30 9:15:58

概念

IIC总共有两条线，一条是 SCL(串行时钟线)，另外一条是 SDA(串行数据线)，这两条数据线需要接上拉电阻，总线空闲的时候 SCL 和 SDA 处于高电平。 I2C 总线标准模式下速度可以达到 100Kb/S，快速模式下可以达到 400Kb/S。框图如下：

1.起始位、停止位

在 SCL 为高电平的时候， SDA 出现下降沿就表示为起始位、SDA出现上升沿就表示为停止位。

2.数据传输

数据传输的时候要保证在 SCL 高电平期间， SDA 上的数据稳定，因此 SDA 上的数据变化只能在 SCL 低电平期间发生，意思就是在SCL低电平的时候SDA才能改变电平，在SCL为高电平时读取数据，SDA的高低电平就是数据的01.

在实际中，IIC通信过程并没有这么简单，不过也不复杂。

3.IIC写时序（写设备地址、寄存器地址、数据）

        

4.IIC读时序（写设备地址、寄存器地址、重发设备地址、寄存器地址，读数据）

5.多字节读写

多字节读写时序和单字节的基本一致，只是在读写数据的时候可以连续发送多个自己的数据，其他的控制时序都是和单字节一样的。
 

驱动编写

设备树

先看原理图

我们使用的AP3216C模块接的I2C1，引脚如图。

我们在设备树文件里找到i2c1，里面的pinctrl里的引脚和我们用的一样，我们如果要使用中断还要加上原理图上的AP脚

我们用不到i2c1里面已经定义的这两个外设的节点，直接删掉，照着改个我们的ap3216c,地址是1e

这里我们的板子名字一定要对应，我在做的时候就写错了，导致无法匹配，就无法运行后续函数。

补充：地址是怎么确定的

一种情况

我们拿到正点原子给的AP32106C芯片手册，里面有这样一句话

它的地址是0x1E，这是芯片厂商规定好的。

另一种是告诉我们，比如读是0xaa，写是0xab，这是因为把读写位放在第八位，地址为实际上是高七位的0x55（1010101），但在我们驱动开发的时候，读写位是通过一些寄存器直接发送的，所以我们发地址的时候是分开的，还是只用低7位。

代码

和之前的SPI过程差不多，都是通过系统给的结构体进行数据收发

#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 "bsp_i2c.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*/
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*/
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*/
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*/
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！*/
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); 
}

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;
}

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;
}

static int ap3216c_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}

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 */
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;
}

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);
    printk("i2c_add_flag\n");
	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");

#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 fd;
	unsigned short databuf[3];
	unsigned short ir, als, ps;
	int ret = 0;

	fd = open("/dev/ap3216c", O_RDWR);
	if(fd < 0) {
		printf("can't open file ap3216c\r\n");
		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("红外 = %d, 环境光 = %d, 距离 = %d\r\n", ir, als, ps);
		}
		usleep(200000); /*100ms */
	}
	close(fd);	/* 关闭文件 */
	return 0;
}

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