荔枝派nano（f1c100s）基于I2C子系统的BME280驱动
硬件环境：
1、荔枝派nano（f1c100s）
2、使用f1c100s的i2c0，PE11和PE12引脚
软件环境：
1、Linux 4.15
2、BME280使用介绍
文章目录
- 一、I2C子系统
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- 1、应用层访问i2c设备
- 2、驱动层访问i2c设备
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- 2.1、i2c总线设备驱动模型
- 2.2、i2c_client 和 i2c_driver
- 二、程序编写
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- 1、驱动程序
- 2、i2c_client实现
- 3、测试应用程序
- 三、总结
一、I2C子系统
对i2c设备的访问，有两种方法：
1、在应用层直接访问i2c设备；
2、编写i2c设备的驱动程序，也就是在驱动层访问；
1、应用层访问i2c设备
- 在应用层可以通过i2c-dev.c驱动程序访问芯片内部i2c控制器的驱动adapter_driver，进而实现访问i2c控制器下的i2c设备。也就是可以在应用程序中直接使用内核提供的i2c-dev.c提供的API函数对i2c设备进行读写操作，不用再去编写该设备的驱动程序。i2ctools就是基于i2c-dev.c实现的在应用层访问i2c设备的工具；
2、驱动层访问i2c设备
- 所谓的驱动层访问i2c设备，就是需要我们真正编写某个i2c设备的驱动程序；
2.1、i2c总线设备驱动模型
- 可以看到这很像Linux下的platform总线设备驱动模型，但platform总线设备驱动模型是虚拟的，而i2c总线设备驱动模型是真实存在的；
- 当有新的i2c_client时，i2c总线会匹配其对应的i2c_driver；当有新的i2c_driver注册时，就会匹配还未匹配驱动的i2c_client；一旦匹配成功，i2c_driver的probe函数就被调用；
2.2、i2c_client 和 i2c_driver
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i2c_client：
i2c_client结构体会存放设备地址(addr)、名字(name)、挂载在哪个i2c控制器下(adapter)，等相关硬件信息； -
i2c_driver：
i2c_driver结构体实现相关的probe、remove等函数；
二、程序编写
程序以访问BME280传感器为例，访问其它i2c设备也是类似的；重在框架;
本驱动程序读取BME280修正参数及温湿度值和大气压值，在应用程序计算最终的温湿度值和大气压值，BME280相关介绍可以参考BME280使用介绍；
1、驱动程序
驱动程序编写大致流程：
1、先定义i2c_driver结构体；
2、实现probe和remove函数；
3、实现file_operations结构体的open和read等函数、比如在open函数里初始化i2c设备，read函数里读寄存器；
驱动程序定义i2c_driver结构体：
static const struct of_device_id of_match_ids_bme280[] = {
{ .compatible = "bosch,bme280", .data = NULL },
{ /* END OF LIST */ },
};
static const struct i2c_device_id bme280_ids[] = {
{ "bme280", (kernel_ulong_t)NULL },
{ /* END OF LIST */ }
};
static struct i2c_driver bme280_driver = {
.driver = {
.name = "bme280",
.of_match_table = of_match_ids_bme280,
},
.probe_new = bme280_probe, //匹配成功后的probe函数
.remove = bme280_remove,
.id_table = bme280_ids,
};
实现probe和remove函数：
static struct file_operations bme280_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = bme280_open,
.read = bme280_read,
};
static int bme280_probe(struct i2c_client *client)
{
printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
bme280_client = client; //保存client，里面有设备地址，后续要用
major = register_chrdev(0, "bme280", &bme280_ops);
bme280_class = class_create(THIS_MODULE, "bme280_class");
device_create(bme280_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "bme280"); /* /dev/bme280 */
return 0;
}
static int bme280_remove(struct i2c_client *client)
{
printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
device_destroy(bme280_class, MKDEV(major, 0));
class_destroy(bme280_class);
unregister_chrdev(major, "bme280");
return 0;
}
实现open和read函数：
static ssize_t bme280_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
int err;
if(size != sizeof(struct bme280_parameter))
return 0;
bme280_refresh();
bme280_read_temp();
bme280_read_press();
bme280_read_humi();
err = copy_to_user(buf, &bme280_para, size);
return size;
}
static int bme280_open (struct inode *node, struct file *file)
{
/* 在open函数中初始化BME280 */
/* init bme280 */
i2c_smbus_write_byte_data(bme280_client, BME280_REGISTER_CTRL_MEAS, 0x55);
i2c_smbus_write_byte_data(bme280_client, BME280_REGISTER_CONFIG, 0x10);
/* 读取修正参数 */
/* read bme280 parameter */
bme280_read_parameter();
printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
完整的驱动程序：
#include 2、i2c_client实现
我们知道i2c_driver是靠编写程序实现，但没说i2c_client怎么实现；i2c_client也可以通过程序实现，但在这我们通过设备树来实现，i2c控制器驱动程序会自动把设备树中的i2c节点转成i2c_client（个人理解）；
本次使用f1c100s的i2c0，引脚PE11(CK)、PE12(DA)，只列出部分设备树的定义，如下：
suniv.dtsi：
suniv-f1c100s-licheepi-nano.dts：
在i2c节点下添加你的i2c设备
3、测试应用程序
应用程序比较简单，直接列出完整程序：
#include 三、总结
1、以上出现的专业术语或名词解释或个人理解有不妥，恳请指出！