关键词:android 电池 电量计 PL2301任务初始化宏 power_supply 中断线程化
平台信息:
内核:linux2.6/linux3.0
系统:android/android4.0
平台:samsung exynos 4210、exynos 4412 、exynos 5250
作者:xubin341719(欢迎转载,请注明作者)
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完整驱动代码&规格书下载:MAX17040_PL2301
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android电池(五):电池 充电IC(PM2301)驱动分析篇android充电这块,有的电源管理芯片内部包含充电管理,如s5pv210上常用的AT8937。我们这次用的max77686没有充电控制这块,所以我们加入一个充电IC来控制,选用PM2301.
一、PM2301和主控、电池的逻辑
如下图所示:
1、蓝色部分:IIC控制接口,这个说得太多了,好多外围器件都是通过IIC控制的,这个一定要熟悉、熟悉、熟烂了,然后可以完成比较多的工作。
2、黄色部分:中断、使能控制脚,CHG_STATUS(IRQ)、 DC_IN_INT(WAKE_UP) 、 PM2301_LP(LPN)、CHARGER_EN(ENN)控制引脚;
IRQ:充电IC的状态,如果有动作通知主控;
WAKE_UP:如果有DC插入,产生中断通知主控;
LPN:
ENN:充电IC使能;
3、PM2301 、电池、系统电压的大致逻辑
标号1:系统电压有PM2301提供;
标号2:PM2301给电池充电;
标号3:系统电压有电池提供;
标号:1和标号:3不同时提供电压给系统,中间有一个MOS管切换;分两种情况:
(1)、不插充电器时,有电池提供电压给系统,走通道标号:3给系统供电;
(2)、插入DC后,系统侦测到DC插入,把3的通道关闭,打开1给系统供电,同时有2给电池充电;
二、PM2301硬件电路
如下所示:
Q5这个MOS管,就是控制系统供电的,没有充电时,VBATT有VBAT+提供,充电时,VBATT有SENSE_COMM提供。
控制脚对应主控的引脚:
IIC |
IIC ID 为2 |
CHG_STATUS(IRQ) |
EXYNOS4_GPX1(3) |
DC_IN_INT(WAKE_UP) |
EXYNOS4_GPX0(7) |
PM2301_LP(LPN) |
EXYNOS4_GPX1(7) |
CHARGER_EN(ENN) |
EXYNOS4_GPL2(0) |
下图为PM2301的参考电路解法,同样看到P1控制VSYSTEM电源部分的切换控制。
下图为整个电池充电的过程控制:
Trickle mode、Constant current mode (CC mode or fast charge mode)、Constant voltage mode (CV mode) 、End of charge feature
三、PL2301驱动部分
PL2301的硬件、工作原理做简单的解释,接下来我们分析驱动程序:
驱动用到知识点:
IIC的注册;
任务初始化宏(在上一篇我们简单提过);
中断线程化;
1、IIC的注册
这个和上一篇所说的电量计相似;
(1)、pm2301驱动部分
static const struct i2c_device_id pm2301_id[] = { { "pm2301", 0 }, { } }; MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, pm2301_id); static struct i2c_driver pm2301_i2c_driver = { .driver = { .name = "pm2301", }, .probe = pm2301_probe, .remove = __devexit_p(pm2301_remove), .suspend = pm2301_suspend, .resume = pm2301_resume, .id_table = pm2301_id, }; static int __init pm2301_init(void) { printk(KERN_INFO "pm2301_init !!\n"); return i2c_add_driver(&pm2301_i2c_driver); } module_init(pm2301_init);
(2)、平台驱动部分
arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c
static struct i2c_board_info i2c_devs1[] __initdata = { ………… #ifdef CONFIG_CHARGER_PM2301 { I2C_BOARD_INFO("pm2301", 0x2c), .platform_data = &pm2301_platform_data, }, #endif ………… };
下图就是我们IIC驱动注册生成的文件;
/sys/bus/i2c/drivers/pm2301
2、关于:pm2301_platform_data这个结构体
static struct pm2301_platform_data pm2301_platform_data = { .hw_init = pm2301_hw_init,//(1)、硬件接口初始化化; .gpio_lpn = GPIO_PM2301_LP,//(2)、结构体初始化; .gpio_irq = GPIO_CHARGER_STATUS, .gpio_enn = GPIO_CHARGER_ENABLE, .gpio_wakeup = GPIO_CHARGER_ONLINE, };
arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c
(1)、硬件接口初始化
static int pm2301_hw_init(void) { printk("pm2301_hw_init !!\n"); if (gpio_request(GPIO_CHARGER_ONLINE, "GPIO_CHARGER_ONLINE")) { printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_ONLINE request port error!\n", __func__); goto err_gpio_failed; } else { s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_ONLINE, S3C_GPIO_PULL_NONE); s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_ONLINE, S3C_GPIO_SFN(0)); gpio_direction_input(GPIO_CHARGER_ONLINE); gpio_free(GPIO_CHARGER_ONLINE); } if (gpio_request(GPIO_CHARGER_STATUS, "GPIO_CHARGER_STATUS")) { printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_STATUS request port error!\n", __func__); goto err_gpio_failed; } else { s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_STATUS, S3C_GPIO_PULL_NONE); s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_STATUS, S3C_GPIO_SFN(0)); gpio_direction_input(GPIO_CHARGER_STATUS); gpio_free(GPIO_CHARGER_STATUS); } if (gpio_request(GPIO_CHARGER_ENABLE, "GPIO_CHARGER_ENABLE")) { printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_ENABLE request port error!\n", __func__); goto err_gpio_failed; } else { s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_ENABLE, S3C_GPIO_PULL_NONE); s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_ENABLE, S3C_GPIO_SFN(1)); gpio_direction_output(GPIO_CHARGER_ENABLE, 0); gpio_free(GPIO_CHARGER_ENABLE); } if (gpio_request(GPIO_PM2301_LP, "GPIO_PM2301_LP")) { printk(KERN_ERR "%s :GPIO_PM2301_LP request port error!\n", __func__); goto err_gpio_failed; } else { s3c_gpio_setpull(GPIO_PM2301_LP, S3C_GPIO_PULL_NONE); s3c_gpio_cfgpin(GPIO_PM2301_LP, S3C_GPIO_SFN(1)); gpio_direction_output(GPIO_PM2301_LP, 1); gpio_free(GPIO_PM2301_LP); } return 1; err_gpio_failed: return 0; }
(2)、结构体初始化
Include/linux/pm2301_charger.h
#define GPIO_CHARGER_ONLINE EXYNOS4_GPX0(7)//对应控制脚的主控接口 #define GPIO_CHARGER_STATUS EXYNOS4_GPX1(3) #define GPIO_CHARGER_ENABLE EXYNOS4_GPL2(0) #define GPIO_PM2301_LP EXYNOS4_GPX1(7) struct pm2301_platform_data { int (*hw_init)(void); int gpio_enn; int gpio_wakeup; int gpio_irq; int gpio_lpn; }; extern int pm2301_get_online(void); extern int pm2301_get_status(void);
3、probe函数分析
如果你是初学者,建议多看程序,你会发现,其实驱动程序的格式大多都是相同的,如这个IIC 器件的, 队列、定时器之类的东西。
static int __devinit pm2301_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id) { struct i2c_adapter *adapter = to_i2c_adapter(client->dev.parent); struct pm2301_chip *chip; int ret; printk(KERN_INFO "PM2301 probe !!\n"); //(1)、前面这部分是对IIC的初始化; if (!i2c_check_functionality(adapter, I2C_FUNC_SMBUS_BYTE)) return -EIO; chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL); if (!chip) return -ENOMEM; g_chip = chip; chip->client = client; chip->pdata = client->dev.platform_data; i2c_set_clientdata(client, chip); /* Hardware Init for PM2301 */ if (chip->pdata->hw_init && !(chip->pdata->hw_init())) { dev_err(&client->dev, "hardware initial failed.\n"); goto err_hw_failed; } mutex_init(&i2c_lock); //(2)、初始化两个队列 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_online, pm2301_online_work); INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_status, pm2301_ststus_work); //(3)、中断线程化 chip->irq_online = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_wakeup); chip->irq_status = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_irq); /* Request IRQ for PM2301 */ ret = request_threaded_irq(chip->irq_online, NULL, pm2301_dcin, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING, "PM2301 DC IN", chip); if (ret) { printk(KERN_ERR "Cannot request irq %d for DC (%d)\n", chip->irq_online, ret); goto err_hw_failed; } #ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ ret = request_threaded_irq(chip->irq_status, NULL, pm2301_status, IRQF_TRIGGER_FALLING, "PM2301 STATUS", chip); if (ret) { printk(KERN_ERR "Cannot request irq %d for CHARGE STATUS (%d)\n", chip->irq_status, ret); goto err_hw_failed; } #endif charger_initial = 1; g_has_charged = 0; g_has_charging_full_or_stop = 0; #ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ /* Set wakeup source for online pin*/ irq_set_irq_wake(chip->irq_status, 1); #endif /* Set wakeup source for online pin*/ irq_set_irq_wake(chip->irq_online, 1); /* Init default interrupt route for PM2301 */ pm2301_reg_init(chip->client); /* Init online & status value */ chip->online = pm2301_charger_online(chip); g_pm2301_online = chip->online; /* Sync to global */ pm2301_charger_enable(chip->client, chip->online); pm2301_charger_status(chip); printk(KERN_INFO "PM2301 probe success!!\n"); return 0; err_hw_failed: dev_err(&client->dev, "failed: power supply register\n"); i2c_set_clientdata(client, NULL); kfree(chip); return ret; }
(1)、前面这部分是对IIC的初始化
这部分就不再多说了,搞来搞去都是这个老样子;
(2)、任务初始化宏
INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_online, pm2301_online_work); INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_status, pm2301_ststus_work);
把pm2301_online_work加入队列chip->work_online, pm2301_ststus_work加入chip->work_status队列。
(3)、中断线程化 request_threaded_irq
为什么要提出中断线程化?
在 Linux 中,中断具有最高的优先级。不论在任何时刻,只要产生中断事件,内核将立即执行相应的中断处理程序,等到所有挂起的中断和软中断处理完毕后才能执行正常的任务,因此有可能造成实时任务得不到及时的处理。中断线程化之后,中断将作为内核线程运行而且被赋予不同的实时优先级,实时任务可以有比中断线程更高的优先级。这样,具有最高优先级的实时任务就能得到优先处理,即使在严重负载下仍有实时性保证。但是,并不是所有的中断都可以被线程化,比如时钟中断,主要用来维护系统时间以及定时器等,其中定时器是操作系统的脉搏,一旦被线程化,就有可能被挂起,这样后果将不堪设想,所以不应当被线程化。
看下我们程序中如何把中断线程化的:
chip->irq_online = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_wakeup); chip->irq_status = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_irq);
看到这里是否想起:
static struct pm2301_platform_data pm2301_platform_data = { ……………… .gpio_lpn = GPIO_PM2301_LP, .gpio_irq = GPIO_CHARGER_STATUS, .gpio_enn = GPIO_CHARGER_ENABLE, .gpio_wakeup = GPIO_CHARGER_ONLINE, }; #define GPIO_CHARGER_ONLINE EXYNOS4_GPX0(7) #define GPIO_CHARGER_STATUS EXYNOS4_GPX1(3) #define GPIO_CHARGER_ENABLE EXYNOS4_GPL2(0) #define GPIO_PM2301_LP EXYNOS4_GPX1(7)
感觉申请个中断脚,这样有点费劲呀;
中断线程化:
/* Request IRQ for PM2301 */ ret = request_threaded_irq(chip->irq_online, NULL, pm2301_dcin, IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING, "PM2301 DC IN", chip);
当有插入DC中断出发时调用:
static irqreturn_t pm2301_dcin(int irq, void *_data) { struct pm2301_chip *chip = _data; schedule_delayed_work(&chip->work_online, PM2301_DELAY); return IRQ_HANDLED; }
Pm2301_dcin调度队列:chip->work_online执行:pm2301_online_work函数
static void pm2301_online_work(struct work_struct *work) { struct pm2301_chip *chip; chip = container_of(work, struct pm2301_chip, work_online.work); int new_online = pm2301_charger_online(chip); if (chip->online != new_online) { chip->online = new_online; g_pm2301_online = chip->online; /* Sync to global */ pm2301_charger_enable(chip->client, chip->online);//①、初始化充电IC; #ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ /*To avoid status pin keep low*/ schedule_delayed_work(&chip->work_status, 1000); #endif #if defined(CONFIG_BATTERY_MAX17040) TriggerGasgaugeUpdate();//②、把DC状态更新到max17040; #endif } }
①、初始化电IC
这里面主要是写一些寄存器
static void pm2301_charger_enable(struct i2c_client *client, int online) { if (online) { /* Enabled Charging*/ int batt_capacity = 0; batt_capacity = GetGasgaugeCapacity(); /* Don't start charging if battery capacity above 95% when DC plug in*/ if(0) { //if( batt_capacity >= 95 ) { pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x02); pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00); /* always keep the register to 0 */ } else { pm2301_write_reg(client, 0x00, 0x01); /* force resume of charging */ pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x06); /* ChEn=1, AutoResume=1 */ pm2301_write_reg(client, 0x05, 0x7A); /* ChEoccurrentLevel:150mA, ChPrechcurrentLevel:100mA, ChCCcurrentLevel:1000mA/2000mA */ pm2301_write_reg(client, 0x06, 0x0A); /* ChVersumeVot:3.6V ChPrechVoltLevel:2.9V */ pm2301_write_reg(client, 0x07, 0x1E); /* ChVoltLevel:4.25V */ pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00); /* always keep the register to 0 */ } g_has_charged = 1; } else { /* Disable Charging*/ pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x02); pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00); /* always keep the register to 0 */ g_has_charged = 0; } }
②、把DC状态更新到max17040
TriggerGasgaugeUpdate()插入DC这部流程如下: