1）實驗平臺：正點原子Linux開發板
2）
摘自《正點原子I.MX6U嵌入式Linux驅動開發指南》關注官方微信號公眾號，獲取更多資料：正點原子
在本章實驗中，我們採用同步傳輸方式來完成SPI數據的傳輸工作，也就是spi_sync函數。
綜上所述，SPI數據傳輸步驟如下：
①、申請並初始化spi_transfer，設置spi_transfer的tx_buf成員變量，tx_buf為要發送的數據。然後設置rx_buf成員變量，rx_buf保存著接收到的數據。最後設置len成員變量，也就是要進行數據通信的長度。
②、使用spi_message_init函數初始化spi_message。
③、使用spi_message_add_tail函數將前面設置好的spi_transfer添加到spi_message隊列中。
④、使用spi_sync函數完成SPI數據同步傳輸。
通過SPI進行n個字節的數據發送和接收的示例代碼如下所示：
示例代碼62.3.2.3 SPI數據讀寫操作
/* SPI多字節發送 */
staticint 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);/* 將spi_transfer添加到spi_message隊列 */
ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步傳輸 */
return ret;
}
/* SPI多字節接收 */
staticint 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);/* 將spi_transfer添加到spi_message隊列 */ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步傳輸 */
return ret;
}
62.4 硬件原理圖分析
本章實驗硬件原理圖參考26.2小節即可。
62.5 試驗程序編寫
本實驗對應的例程路徑為：開發板光盤->2、Linux驅動例程->22_spi。
62.5.1 修改設備樹
1、添加ICM20608所使用的IO
首先在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中添加ICM20608所使用的IO信息，在iomuxc節點中添加一個新的子節點來描述ICM20608所使用的SPI引腳，子節點名字為pinctrl_ecspi3，節點內容如下所示：
示例代碼62.5.1.1 icm20608 IO節點信息
1 pinctrl_ecspi3: icm20608 {
2 fsl,pins =<
3 MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 0x10b0 /* CS */
4 MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK 0x10b1 /* SCLK */
5 MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO 0x10b1 /* MISO */
6 MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI 0x10b1 /* MOSI */
7>;
8};
UART2_TX_DATA這個IO是ICM20608的片選信號，這裡我們並沒有將其複用為ECSPI3的SS0信號，而是將其複用為了普通的GPIO。因為我們需要自己控制片選信號，所以將其複用為普通的GPIO。
2、在ecspi3節點追加icm20608子節點
在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中並沒有任何向ecspi3節點追加內容的代碼，這是因為NXP官方的6ULL EVK開發板上沒有連接SPI設備。在imx6ull-alientek-emmc.dts文件最後面加入如下所示內容：
示例代碼62.5.1.2 向ecspi3節點加入icm20608信息
1&ecspi3 {
2 fsl,spi-num-chipselects =<1>;
3 cs-gpio =gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;/* cant't use cs-gpios! */
4 pinctrl-names ="default";
5 pinctrl-0=pinctrl_ecspi3>;
6 status ="okay";
7
8 spidev: icm20608@0 {
9 compatible ="alientek,icm20608";
10 spi-max-frequency =<8000000>;
11 reg =<0>;
12};
13};
第2行，設置當前片選數量為1，因為就只接了一個ICM20608。
第3行，注意！這裡並沒有用到"cs-gpios"屬性，而是用了一個自己定義的"cs-gpio"屬性，因為我們要自己控制片選引腳。如果使用"cs-gpios"屬性的話SPI主機驅動就會控制片選引腳。
第5行，設置IO要使用的pinctrl子節點，也就是我們在示例代碼62.5.1.1中新建的pinctrl_ecspi3。
第6行，imx6ull.dtsi文件中默認將ecspi3節點狀態(status)設置為"disable"，這裡我們要將其改為"okay"。
第8~12行，icm20608設備子節點，因為icm20608連接在ECSPI3的第0個通道上，因此@後面為0。第9行設置節點屬性兼容值為"alientek,icm20608"，第10行設置SPI最大時鐘頻率為8MHz，這是ICM20608的SPI接口所能支持的最大的時鐘頻率。第11行，icm20608連接在通道0上，因此reg為0。
imx6ull-alientek-emmc.dts文件修改完成以後重新編譯一下，得到新的dtb文件，並使用新的dtb啟動Linux系統。
62.5.2 編寫ICM20608驅動
新建名為"22_spi"的文件夾，然後在22_spi文件夾裡面創建vscode工程，工作區命名為"spi"。工程創建好以後新建icm20608.c和icm20608reg.h這兩個文件，icm20608.c為ICM20608的驅動代碼，icm20608reg.h是ICM20608寄存器頭文件。先在icm20608reg.h中定義好ICM20608的寄存器，輸入如下內容(有省略，完成的內容請參考例程)：
示例代碼62.5.2.1 icm20608reg.h文件內容
1 #ifndef ICM20608_H
2 #define ICM20608_H
3/***************************************************************
4 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
5 文件名 : icm20608reg.h
6作者 : 左忠凱
7版本 : V1.0
8描述 : ICM20608寄存器地址描述頭文件
9其他 : 無
10論壇 : www.openedv.com
11日誌 : 初版V1.0 2019/9/2 左忠凱創建
12 ***************************************************************/
13 #define ICM20608G_ID 0XAF/* ID值 */
14 #define ICM20608D_ID 0XAE/* ID值 */
15
16/* ICM20608寄存器
17 *復位後所有寄存器地址都為0，除了
18 *Register 107(0X6B) Power Management 1 = 0x40
19 *Register 117(0X75) WHO_AM_I = 0xAF或0xAE
20 */
21/* 陀螺儀和加速度自測(出產時設置，用於與用戶的自檢輸出值比較） */
22 #define ICM20_SELF_TEST_X_GYRO 0x00
23 #define ICM20_SELF_TEST_Y_GYRO 0x01
24 #define ICM20_SELF_TEST_Z_GYRO 0x02
25 #define ICM20_SELF_TEST_X_ACCEL 0x0D
26 #define ICM20_SELF_TEST_Y_ACCEL 0x0E
27 #define ICM20_SELF_TEST_Z_ACCEL 0x0F
......
80/* 加速度靜態偏移 */
81 #define ICM20_XA_OFFSET_H 0x77
82 #define ICM20_XA_OFFSET_L 0x78
83 #define ICM20_YA_OFFSET_H 0x7A
84 #define ICM20_YA_OFFSET_L 0x7B
85 #define ICM20_ZA_OFFSET_H 0x7D
86 #define ICM20_ZA_OFFSET_L 0x7E
87
88 #endif
接下來繼續編寫icm20608.c文件，因為icm20608.c文件內容比較長，因此這裡就將其分開來講解。
1、icm20608設備結構體創建
首先創建一個icm20608設備機構體，如下所示：
示例代碼62.5.2.2 icm20608設備結構體創建
1 #include <linux/types.h
>2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/delay.h>
......
22 #include <asm/io.h>
23 #include "icm20608reg.h"
24/***************************************************************
25 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
26文件名 : icm20608.c
27作者 : 左忠凱
28版本 : V1.0
29描述 : ICM20608 SPI驅動程序
30其他 : 無
31論壇 : www.openedv.com
32日誌 : 初版V1.0 2019/9/2 左忠凱創建
33 ***************************************************************/
34 #define ICM20608_CNT 1
35 #define ICM20608_NAME "icm20608"
36
37struct icm20608_dev {
38 dev_t devid; /* 設備號 */
39 struct cdev cdev; /* cdev */
40 struct class *class; /* 類 */
41 struct device *device; /* 設備 */
42 struct device_node *nd; /* 設備節點 */
43 int major
; /* 主設備號 */44 void*private_data; /* 私有數據 */
45 int cs_gpio; /* 片選所使用的GPIO編號*/
46 signedint gyro_x_adc; /* 陀螺儀X軸原始值 */
47 signedint gyro_y_adc; /* 陀螺儀Y軸原始值 */
48 signedint gyro_z_adc; /* 陀螺儀Z軸原始值 */
49 signedint accel_x_adc; /* 加速度計X軸原始值 */
50 signedint accel_y_adc; /* 加速度計Y軸原始值 */
51 signedint accel_z_adc; /* 加速度計Z軸原始值 */
52 signedint temp_adc; /* 溫度原始值 */
53};
54
55staticstruct icm20608_dev icm20608dev;
icm20608的設備結構體icm20608_dev沒什麼好講的，重點看一下第44行的private_data，對於SPI設備驅動來講最核心的就是spi_device。probe函數會向驅動提供當前SPI設備對應的spi_device，因此在probe函數中設置private_data為probe函數傳遞進來的spi_device參數。
2、icm20608的spi_driver註冊與註銷
對於SPI設備驅動，首先就是要初始化並向系統註冊spi_driver，icm20608的spi_driver初始化、註冊與註銷代碼如下：
示例代碼62.5.2.3 icm20608的spi_driver初始化、註冊與註銷
1 /* 傳統匹配方式ID列表 */
2staticconststruct spi_device_id icm20608_id[]={
3 {"alientek,icm20608",0},
4 {}
5};
6
7 /* 設備樹匹配列表 */
8staticconststruct of_device_id icm20608_of_match[]={
9 {.compatible ="alientek,icm20608"},
10 {/* Sentinel */}
11};
12
13 /* SPI驅動結構體 */
14staticstruct spi_driver icm20608_driver ={
15 .probe = icm20608_probe,
16 .remove = icm20608_remove,
17 .driver ={
18 .owner = THIS_MODULE,
19 .name ="icm20608",
20 .of_match_table = icm20608_of_match,
21 },
22 .id_table = icm20608_id,
23};
24
25/*
26 * @description : 驅動入口函數
27 * @param : 無
28 * @return : 無
29 */
30staticint __init icm20608_init(void)
31{
32 return spi_register_driver(&icm20608_driver);
33}
34
35/*
36 * @description : 驅動出口函數
37 * @param : 無
38 * @return : 無
39 */
40staticvoid __exit icm20608_exit(void)
41{
42 spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
43}
44
45 module_init(icm20608_init);
46 module_exit(icm20608_exit);
47 MODULE_LICENSE("GPL");
48 MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
第2~5行，傳統的設備和驅動匹配表。
第8~11行，設備樹的設備與驅動匹配表，這裡只有一個匹配項："alientek,icm20608"。
第14~23行，icm20608的spi_driver結構體變量，當icm20608設備和此驅動匹配成功以後第15行的icm20608_probe函數就會執行。同樣的，當註銷此驅動的時候icm20608_remove函數會執行。
第30~33行，icm20608_init函數為icm20608的驅動入口函數，在此函數中使用spi_register_driver向Linux系統註冊上面定義的icm20608_driver。
第40~43行，icm20608_exit函數為icm20608的驅動出口函數，在此函數中使用spi_unregister_driver註銷掉前面註冊的icm20608_driver。
3、probe/remove函數
icm20608_driver中的probe和remove函數內容如下所示：
示例代碼62.5.2.4 probe和remove函數
1/*
2 * @description : spi驅動的probe函數，當驅動與
3 * 設備匹配以後此函數就會執行
4 * @param - client : spi設備
5 * @param - id : spi設備ID
6 *
7 */
8staticint icm20608_probe(struct spi_device *spi)
9{
10 int ret =0;
11
12 /* 1、構建設備號 */
13 if(icm20608dev.major){
14 icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major,0);
15 register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT,
ICM20608_NAME);
16 }else{
17 alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid,0, ICM20608_CNT,
ICM20608_NAME);
18 icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);
19 }
20
21 /* 2、註冊設備 */
22 cdev_init(&icm20608dev.cdev,&icm20608_ops);
23 cdev_add(& icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
24
25 /* 3、創建類 */
26 icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);
27 if(IS_ERR(icm20608dev.class)){
28 return PTR_ERR(icm20608dev.class);
29 }
30
31 /* 4、創建設備 */
32 icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class,NULL,
icm20608dev.devid,NULL, ICM20608_NAME);
33 if(IS_ERR(icm20608dev.device)){
34 return PTR_ERR(icm20608dev.device);
35 }
36
37 /* 獲取設備樹中cs片選信號 */
38 icm20608dev.nd = of_find_node_by_path("/soc/aips-bus@02000000/
spba-bus@02000000/ecspi@02010000");
39 if(icm20608dev.nd ==NULL){
40 printk("ecspi3 node not find!\\r\\n");
41 return-EINVAL;
42 }
43
44 /* 2、獲取設備樹中的gpio屬性，得到BEEP所使用的BEEP編號 */
45 icm20608dev.cs_gpio = of_get_named_gpio(icm20608dev.nd,
"cs-gpio",0);
46 if(icm20608dev.cs_gpio <0){
47 printk("can't get cs-gpio");
48 return-EINVAL;
49 }
50
51 /* 3、設置GPIO1_IO20為輸出，並且輸出高電平 */
52 ret = gpio_direction_output(icm20608dev
.cs_gpio,1);53 if(ret <0){
54 printk("can't set gpio!\\r\\n");
55 }
56
57 /*初始化spi_device */
58 spi->mode = SPI_MODE_0; /*MODE0，CPOL=0，CPHA=0 */
59 spi_setup(spi);
60 icm20608dev.private_data = spi;/* 設置私有數據 */
61
62 /* 初始化ICM20608內部寄存器 */
63 icm20608_reginit();
64 return0;
65}
66
67/*
68 * @description : spi驅動的remove函數，移除spi驅動的時候此函數會執行
69 * @param – client : spi設備
70 * @return : 0，成功;其他負值,失敗
71 */
72staticint icm20608_remove(struct spi_device *spi)
73{
74 /* 刪除設備 */
75 cdev_del
(&icm20608dev.cdev);76 unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
77
78 /* 註銷掉類和設備 */
79 device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);
80 class_destroy(icm20608dev.class);
81 return0;
82}
第8~65行，probe函數，當設備與驅動匹配成功以後此函數就會執行，第13~55行都是標準的註冊字符設備驅動。其中在第38~49行獲取設備節點中的"cs-gpio"屬性，也就是獲取到設備的片選IO。
第58行，設置SPI為模式0，也就是CPOL=0，CPHA=0。
第59行，設置好spi_device以後需要使用spi_setup配置一下。
第60行，設置icm20608dev的private_data成員變量為spi_device。
第63行，調用icm20608_reginit函數初始化ICM20608，主要是初始化ICM20608指定寄存器。
第72~81行，icm20608_remove函數，註銷驅動的時候此函數就會執行。
4、icm20608寄存器讀寫與初始化
SPI驅動的最終目的就是為了讀寫icm20608的寄存器，因此需要編寫相應的寄存器讀寫函數，並且使用這些讀寫函數來完成對icm20608的初始化。icm20608的寄存器讀寫以及初始化代碼如下：
示例代碼62.5.2.5 icm20608寄存器讀寫以及出初始化
1/*
2 * @description : 從icm20608讀取多個寄存器數據
3 * @param – dev : icm20608設備
4 * @param – reg : 要讀取的寄存器首地址
5 * @param – val : 讀取到的數據
6 * @param – len : 要讀取的數據長度
7 * @return : 操作結果
8 */
9staticint icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,
void*buf,int len)
10{
11int ret;
12unsignedchar txdata[len];
13struct spi_message m;
14struct spi_transfer *t;
15struct spi_device *spi =(struct spi_device *)dev->private_data;
16
17 gpio_set_value(dev->cs_gpio,0);/* 片選拉低，選中ICM20608 */
18 t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);
19
20/* 第1次，發送要讀取的寄存地址 */
21 txdata[ 0]= reg |0x80; /* 寫數據的時候寄存器地址bit8要置1 */
22 t->tx_buf = txdata; /* 要發送的數據 */
23 t->len =1; /* 1個字節 */
24 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
25 spi_message_add_tail(t,&m);/* 將spi_transfer添加到spi_message */
26 ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步發送 */
27
28/* 第2次，讀取數據 */
29 txdata[0]=0xff; /* 隨便一個值，此處無意義 */
30 t->rx_buf = buf; /* 讀取到的數據 */
31 t->len = len; /* 要讀取的數據長度 */
32 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
33 spi_message_add_tail(t,&m);/* 將spi_transfer添加到spi_message*/
34 ret = spi_sync( spi,&m); /* 同步發送 */
35
36 kfree(t); /* 釋放內存 */
37 gpio_set_value(dev->cs_gpio,1); /* 片選拉高，釋放ICM20608 */
38
39return ret;
40}
41
42/*
43 * @description : 向icm20608多個寄存器寫入數據
44 * @param – dev : icm20608設備
45 * @param – reg : 要寫入的寄存器首地址
46 * @param – val : 要寫入的數據緩衝區
47 * @param – len : 要寫入的數據長度
48 * @return : 操作結果
49 */
50static s32 icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,
u8 *buf, u8 len)
51{
52int ret;
53
54unsignedchar txdata[len];
55struct spi_message m;
56struct spi_transfer *t;
57struct spi_device *spi =(struct spi_device *)dev->private_data;
58
59 t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);
60 gpio_set_value(dev->cs_gpio,0); /* 片選拉低 */
61
62/* 第1次，發送要讀取的寄存地址 */
63 txdata[0]= reg &~0x80; /* 寫數據的時候寄存器地址bit8要清零 */
64 t->tx_buf = txdata; /* 要發送的數據 */
65 t->len =1; /* 1個字節 */
66 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
67 spi_message_add_tail(t,&m);/* 將spi_transfer添加到spi_message*/
68 ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步發送 */
69
70/* 第2次，發送要寫入的數據 */
71 t-> tx_buf = buf; /* 要寫入的數據 */
72 t->len = len; /* 寫入的字節數 */
73 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
74 spi_message_add_tail(t,&m);/* 將spi_transfer添加到spi_message*/
75 ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步發送 */
76
77 kfree(t); /* 釋放內存 */
78 gpio_set_value( dev->cs_gpio,1);/* 片選拉高，釋放ICM20608 */
79return ret;
80}
81
82/*
83 * @description : 讀取icm20608指定寄存器值，讀取一個寄存器
84 * @param – dev : icm20608設備
85 * @param – reg : 要讀取的寄存器
86 * @return : 讀取到的寄存器值
87 */
88staticunsignedchar icm20608_read_onereg(struct icm20608_dev *dev,
u8 reg)
89{
90 u8 data =0;
91 icm20608_read_regs(dev, reg,&data,1);
92return data;
93}
94
95/*
96 * @description : 向icm20608指定寄存器寫入指定的值，寫一個寄存器
97 * @param – dev : icm20608設備
98 * @param – reg : 要寫的寄存器
99 * @param – data : 要寫入的值
100 * @return : 無
101 */
102
103staticvoid icm20608_write_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,
u8 value)
104{
105 u8 buf = value;
106 icm20608_write_regs(dev, reg,&buf,1);
107}
108
109/*
110 * @description : 讀取ICM20608的數據，讀取原始數據，包括三軸陀螺儀、
111 * : 三軸加速度計和內部溫度。
112 * @param - dev : ICM20608設備
113 * @return : 無。
114 */
115void icm20608_readdata(struct icm20608_dev *dev)
116{
117unsignedchar data[14];
118 icm20608_read_regs(dev, ICM20_ACCEL_XOUT_H, data,14);
119
120 dev->accel_x_adc =(signedshort)((data[0]<<8
)| data[1]);121 dev->accel_y_adc =(signedshort)((data[2]<<8)| data[3]);
122 dev->accel_z_adc =(signedshort)((data[4]<<8)| data[5]);
123 dev->temp_adc =(signedshort)((data
[6]<<8)| data[7]);124 dev->gyro_x_adc =(signedshort)((data[8]<<8)| data[9]);
125 dev->gyro_y_adc =(signedshort)((data[10]<<8)| data[11]);
126 dev->gyro_z_adc
=(signedshort)((data[12]<<8)| data[13]);127}
128/*
129 * ICM20608內部寄存器初始化函數
130 * @param : 無
131 * @return : 無
132 */
133void icm20608_reginit(void)
134{
135 u8 value =0;
136
137 icm20608_write_onereg(& icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1,0x80);
138 mdelay(50);
139 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1,0x01);
140 mdelay(50);
141
142 value = icm20608_read_onereg(&icm20608dev, ICM20_WHO_AM_I);
143 printk("ICM20608 ID = %#X\\r\\n", value);
144
145 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_SMPLRT_DIV,0x00);
146 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_GYRO_CONFIG,0x18);
147 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG,0x18);
148 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_CONFIG,0x04);
149 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG2,0x04);
150 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_2,0x00);
151 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_LP_MODE_CFG,0x00);
152 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_FIFO_EN,0x00);
153}
第9~40行，icm20608_read_regs函數，從icm20608中讀取連續多個寄存器數據。
第50~80行，icm20608_write_regs函數，向icm20608連續寫入多個寄存器數據。
第88~83行，icm20608_read_onereg函數，讀取icm20608指定寄存器數據。
第103~107行，icm20608_write_onereg函數，向icm20608指定寄存器寫入數據。
第115~126行，icm20608_readdata函數，讀取icm20608六軸傳感器和溫度傳感器原始數據值，應用程序讀取icm20608的時候這些傳感器原始數據就會上報給應用程序。
第133~153行，icm20608_reginit函數，初始化icm20608，和我們spi裸機實驗裡面的初始化過程一樣。
5、字符設備驅動框架
icm20608的字符設備驅動框架如下：
示例代碼62.5.2.6 icm20608字符設備驅動
1/*
2 * @description : 打開設備
3 * @param – inode : 傳遞給驅動的inode
4 * @param - filp : 設備文件，file結構體有個叫做pr似有ate_data的成員變量
5 * 一般在open的時候將private_data似有向設備結構體。
6 * @return : 0 成功;其他失敗
7 */
8staticint icm20608_open(struct inode *inode,struct file
*filp)9{
10 filp->private_data =&icm20608dev;/* 設置私有數據 */
11 return0;
12}
13
14/*
15 * @description : 從設備讀取數據
16 * @param - filp : 要打開的設備文件(文件描述符)
17 * @param - buf : 返回給用戶空間的數據緩衝區
18 * @param - cnt : 要讀取的數據長度
19 * @param - offt : 相對於文件首地址的偏移
20 * @return : 讀取的字節數，如果為負值，表示讀取失敗
21 */
22static ssize_t icm20608_read(struct file *filp,char __user *buf,size_t cnt, loff_t *off)
23{
24 signedint data[7];
25 long err =0;
26 struct icm20608_dev *dev =(struct icm20608_dev *
)filp->private_data;
27
28 icm20608_readdata(dev);
29 data[0]= dev->gyro_x_adc;
30 data[1]= dev->gyro_y_adc;
31 data[2]= dev->gyro_z_adc;
32 data[3]= dev->accel_x_adc;
33 data[4]= dev->accel_y_adc;
34 data[5]= dev->accel_z_adc;
35 data[6]= dev->temp_adc;
36 err = copy_to_user(buf, data,sizeof(data));
37 return0;
38}
39
40/*
41 * @description : 關閉/釋放設備
42 * @param - filp : 要關閉的設備文件(文件描述符)
43 * @return : 0 成功;其他失敗
44 */
45staticint icm20608_release(struct inode *inode,struct file *filp)
46{
47 return0;
48}
49
50/* icm20608操作函數 */
51staticconststruct file_operations icm20608_ops ={
52 .owner = THIS_MODULE,
53 .open = icm20608_open,
54 .read = icm20608_read,
55 .release = icm20608_release,
56};
字符設備驅動框架沒什麼好說的，重點是第22~38行的icm20608_read函數，當應用程序調用read函數讀取icm20608設備文件的時候此函數就會執行。此函數調用上面編寫好的icm20608_readdata函數讀取icm20608的原始數據並將其上報給應用程序。大家注意，在內核中儘量不要使用浮點運算，所以不要在驅動將icm20608的原始值轉換為對應的實際值，因為會涉及到浮點計算。
62.5.3編寫測試APP
新建icm20608App.c文件，然後在裡面輸入如下所示內容：
示例代碼62.5.3.1 icm20608App.c文件代碼
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 : icm20608App.c
17作者 : 左忠凱
18版本 : V1.0
19描述 : icm20608設備測試APP。
20其他 : 無
21使用方法 ：./icm20608App /dev/icm20608
22論壇 : www.openedv.com
23日誌 : 初版V1.0 2019/9/20 左忠凱創建
24 ***************************************************************/
25
26/*
27 * @description : main主程序
28 * @param - argc : argv數組元素個數
29 * @param - argv : 具體參數
30 * @return : 0 成功;其他失敗
31 */
32int main(int argc,char*argv[])
33{
34 int fd;
35 char*filename;
36 signedint databuf[7];
37 unsignedchar data[14];
38 signedint gyro_x_adc, gyro_y_adc, gyro_z_adc;
39 signedint accel_x_adc, accel_y_adc, accel_z_adc;
40 signedint temp_adc;
41
42 float gyro_x_act, gyro_y_act, gyro_z_act;
43 float accel_x_act, accel_y_act, accel_z_act;
44 float temp_act;
45
46 int ret =0;
47
48 if( argc !=2){
49 printf("Error Usage!\\r\\n");
50 return-1;
51 }
52
53 filename = argv[1];
54 fd = open(filename, O_RDWR);
55 if(fd <0){
56 printf("can't open file %s\\r\\n", filename);
57 return-1;
58 }
59
60 while(1){
61 ret = read(fd, databuf,sizeof(databuf));
62 if(ret ==0){/* 數據讀取成功 */
63 gyro_x_adc = databuf[ 0];
64 gyro_y_adc = databuf[1];
65 gyro_z_adc = databuf[2];
66 accel_x_adc = databuf[3];
67 accel_y_adc = databuf[4];
68 accel_z_adc = databuf[5];
69 temp_adc = databuf[6];
70
71 /* 計算實際值 */
72 gyro_x_act =(float)(gyro_x_adc)/16.4;
73 gyro_y_act =(float)(gyro_y_adc)/16.4;
74 gyro_z_act =(float)(gyro_z_adc)/16.4;
75 accel_x_act =(float)(accel_x_adc)/2048;
76 accel_y_act =(float)( accel_y_adc)/2048;
77 accel_z_act =(float)(accel_z_adc)/2048;
78 temp_act =((float)(temp_adc)-25)/326.8+25;
79
80 printf("\\r\\n原始值:\\r\\n");
81 printf("gx = %d, gy = %d, gz = %d\\r\\n", gyro_x_adc,
gyro_y_adc, gyro_z_adc);
82 printf("ax = %d, ay = %d, az = %d\\r\\n", accel_x_adc,
accel_y_adc, accel_z_adc);
83 printf("temp = %d\\r\\n", temp_adc);
84 printf("實際值:");
85 printf("act gx = %.2f°/S, act gy = %.2f°/S,
act gz = %.2f°/S\\r\\n", gyro_x_act, gyro_y_act,
gyro_z_act);
86 printf("act ax = %.2fg, act ay = %.2fg,
act az = %.2fg\\r\\n", accel_x_act, accel_y_act,
accel_z_act);
87 printf("act temp = %.2f°C\\r\\n", temp_act);
88 }
89 usleep(100000);/*100ms */
90 }
91 close(fd);/* 關閉文件 */
92 return0;
93}
第60~91行，在while循環中每隔100ms從icm20608中讀取一次數據，讀取到icm20608原始數據以後將其轉換為實際值，比如陀螺儀就是角速度、加速度計就是g值。注意，我們在icm20608驅動中將陀螺儀和加速度計的測量範圍全部設置到了最大，分別為±2000和±16g。因此，在計算實際值的時候陀螺儀使用16.4，加速度計使用2048。最終將傳感器原始數據和得到的實際值顯示在終端上。
62.6 運行測試
62.6.1 編譯驅動程序和測試APP
1、編譯驅動程序
編寫Makefile文件，本章實驗的Makefile文件和第四十章實驗基本一樣，只是將obj-m變量的值改為"icm20608.o"，Makefile內容如下所示：
示例代碼62.6.1.1 Makefile文件
1 KERNELDIR:= /home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
......
4 obj-m := icm20608.o
......
11 clean:
12$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
第4行，設置obj-m變量的值為"icm20608.o"。
輸入如下命令編譯出驅動模塊文件：
make-j32
編譯成功以後就會生成一個名為"icm20608.ko"的驅動模塊文件。
2、編譯測試APP
在icm20608App.c這個測試APP中我們用到了浮點計算，而I.MX6U是支持硬件浮點的，因此我們在編譯icm20608App.c的時候就可以使能硬件浮點，這樣可以加速浮點計算。使能硬件浮點很簡單，在編譯的時候加入如下參數即可：
-march-armv7-a -mfpu-neon -mfloat=hard
輸入如下命令使能硬件浮點編譯icm20608App.c這個測試程序：
arm-linux-gnueabihf-gcc -march=armv7-a -mfpu=neon -mfloat-abi=hard icm20608App.c -o icm20608App
編譯成功以後就會生成icm20608App這個應用程序，那麼究竟有沒有使用硬件浮點呢？使用arm-linux-gnueabihf-readelf查看一下編譯出來的icm20608App就知道了，輸入如下命令：
arm-linux-gnueabihf-readelf -A icm20608App
結果如圖62.6.1.1所示：
圖62.6.1.1 icm20608App文件信息
從圖62.6.1.1可以看出FPU架構為VFPv3，SIMD使用了NEON，並且使用了SP和DP，說明icm20608App這個應用程序使用了硬件浮點。
62.6.2 運行測試
將上一小節編譯出來icm20608.ko和icm20608App這兩個文件拷貝到rootfs/lib/modules/4.1.15目錄中，重啟開發板，進入到目錄lib/modules/4.1.15中。輸入如下命令加載icm20608.ko這個驅動模塊。
depmod //第一次加載驅動的時候需要運行此命令
modprobe icm20608.ko //加載驅動模塊
當驅動模塊加載成功以後使用icm20608App來測試，輸入如下命令：
./icm20608App /dev/icm20608
測試APP會不斷的從ICM20608中讀取數據，然後輸出到終端上，如圖62.6.2.1所示：
圖62.6.2.1 獲取到的ICM20608數據
可以看出，開發板靜止狀態下，Z軸方向的加速度在1g左右，這個就是重力加速度。對於陀螺儀來講，靜止狀態下三軸的角速度應該在0°/S左右。ICM20608內溫度傳感器採集到的溫度在30多度左右，大家可以晃動一下開發板，這個時候陀螺儀和加速度計的值就會有變化。
閱讀更多 正點原子 的文章
