I2C子系统、读取温湿度的逻辑及代码

一、IIC子系统

两根线：    scl:时钟线         sda:数据线

iic有4种信号：        

        起始信号（start）:scl是高电平，sda下降沿

        终止信号（stop）:scl高电平，sda上升沿

        应答信号（ack）:第9个周期，sda是低电平

        非应答信号（NACK：）第9个周期，sda维持高电平

 iic总线特点：     串行同步半双工

iic总线的时序：   

       1）写时序

         2）读时序

二、IIC设备驱动层API

struct device_driver

{

        const char *name;

         const struct of_device_id *of_match_table;

};

2.给对象分配空间并且初始化

3.注册

        #define i2c_add_driver(struct i2c_driver *driver) \

                        i2c_register_driver(THIS_MODULE, driver)

4.注销

        void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)

5.一键注册宏

        module_i2c_driver(__i2c_driver)

三、修改I2C1设备树节点以及添加si7006的子节点

四、struct i2c_client结构体

        当驱动匹配设备信息成功后内核中就会存在一个struct i2c_client 对象，对象内部保存的是匹配成功的设备的信息以及总线相关的信息

        

五、i2c数据传输的函数

        基于I2C总线进行数据传输

        int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)        

                             adap:用于索引总线驱动的对象指针 client->adapter

                              msgs:要传输的一个或者多个消息， 一个消息是以起始信号作为出发点

                              num:传输的消息的数量

六、消息结构体 struct i2c_msg

一条消息中要包含从机地址、读写标志位以及消息的正文

根据时序来，有几个起始信号就要有几条消息

1）写消息的封装

        

2）读消息的封装

        

七、读取温湿度传感器

1.温湿度的读取时序：

        

2.温度和湿度的计算公式

        

3.代码

head.h

#ifndef __HEAD_H__
#define __HEAD_H__#define GET_HUM  _IOR('m',1,int)//获取湿度的功能码
#define GET_TEM  _IOR('m',0,int)//获取温度的功能码#endif

pdrv.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/device.h>
#include "head.h"
unsigned int major;
struct class *cls;
struct device *dev;
struct i2c_client *client1;
// 封装函数读取温度和湿度
int read_hum_tem(char reg)
{// 封装传输的消息char r_buf[] = {reg};short value;struct i2c_msg r_msg[] = {[0] = {.addr = client1->addr,.flags = 0,.len = sizeof(r_buf),.buf = r_buf,},[1] = {.addr = client1->addr,.flags = 1,.len = 2,.buf = (char *)&value,},};//传输消息int ret=i2c_transfer(client1->adapter,r_msg,2);if(ret!=2){printk("传输消息失败\n");return -EIO;}return value;
}
// 封装操作方法
int si7006_open(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}long si7006_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{int tem, hum;int ret;switch (cmd){case GET_HUM: // 读取湿度// 读取湿度的逻辑hum = read_hum_tem(0XE5);ret = copy_to_user((void *)arg, &hum, 4);if (ret){printk("copy_to_user err\n");return ret;}break;case GET_TEM: // 读取温度// 读取温度的逻辑tem = read_hum_tem(0XE3);ret = copy_to_user((void *)arg, &tem, 4);if (ret){printk("copy_to_user err\n");return ret;}break;}return 0;
}
int si7006_close(struct inode *inode, struct file *file)
{printk("%s:%s:%d\n", __FILE__, __func__, __LINE__);return 0;
}
// 定义操作方法结构体遍历并且初始化
struct file_operations fops = {.open = si7006_open,.unlocked_ioctl=si7006_ioctl,.release = si7006_close,
};
// 给对象分配空间并且初始化
int i2c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{client1=client;int ret;// 字符设备驱动的注册major = register_chrdev(0, "si7006", &fops);if (major < 0){printk("注册字符设备驱动失败\n");ret = major;goto out1;}printk("注册字符设备驱动成功\n");// 设备节点的创建// 向上提交目录cls = class_create(THIS_MODULE, "si7006");if (IS_ERR(cls)){printk("向上提交目录失败\n");ret = PTR_ERR(cls);goto out2;}printk("向上提交目录信息成功\n");// 向上提交设备节点信息dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "si7006");if (IS_ERR(dev)){printk("向上提交设备节点信息失败\n");ret = PTR_ERR(dev);goto out3;}printk("向上提交设备节点信息成功\n");return 0;
out3:class_destroy(cls);
out2:unregister_chrdev(major, "si7006");
out1:return ret;
}int i2c_remove(struct i2c_client *client)
{// 设备信息的注销// 设备节点的销毁// 驱动的注销return 0;
}
// 定义设备树匹配的表
struct of_device_id oftable[] = {{.compatible = "hqyj,si7006",},{},
}; // 名字表的构建// 分配驱动信息对象
struct i2c_driver i2c_drv = {.probe = i2c_probe,.remove = i2c_remove,.driver = {.name = "si7006",.of_match_table = oftable,},
};
// 一键注册宏
module_i2c_driver(i2c_drv);
MODULE_LICENSE("GPL");

test.c

#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include<string.h>
#include <sys/ioctl.h>  
#include <arpa/inet.h>
#include"head.h"
int main(int argc, char const *argv[])
{int tem,hum;float tem1,hum1;int fd=open("/dev/si7006",O_RDWR);if(fd<0){printf("设备文件打开失败\n");exit(-1);}while(1){//获取数据ioctl(fd,GET_HUM,&hum);ioctl(fd,GET_TEM,&tem);//大小端转换hum=ntohs(hum);tem=ntohs(tem);//计算数据hum1=125.0*hum/65536-6;tem1=175.72*tem/65536-46.85;printf("tem=%f,hum=%f\n",tem1,hum1);sleep(1);}return 0;
}