Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)-編寫MMA7660三軸加速度傳感器

【摘要】 通過MMA7660可以做出很多項(xiàng)目： 比如: 老人防跌倒手環(huán)、自行車自動(dòng)剎車燈，智能鬧鐘，烤火爐跌倒自動(dòng)斷電、運(yùn)動(dòng)手環(huán)等等。 這篇文章就介紹如何在Linux下編寫MMA7660三軸加速度芯片的驅(qū)動(dòng)，讀取當(dāng)前芯片的方向姿態(tài)，得到X,Y,Z三個(gè)軸的數(shù)據(jù)。MMA7660是IIC接口的，當(dāng)前驅(qū)動(dòng)就采用標(biāo)準(zhǔn)的IIC子系統(tǒng)編寫驅(qū)動(dòng)，使用字符設(shè)備框架將得到的數(shù)據(jù)上傳遞給應(yīng)用層。

1. MMA7660芯片介紹

MMA7660FC 是 ± 1.5 克的三軸數(shù)字輸出、超低功率、緊湊型電容式微電機(jī)的三軸加速度計(jì)，是非常低功耗，小型容性 MEMS 的傳感器。具有低通濾波器，用于偏移和增益誤差補(bǔ)償， 以及用戶可配置的轉(zhuǎn)換成 6 位分辨率，用戶可配置輸出速率等功能。MMA7660芯片可以通過中斷引腳（INT）向外通知傳感器數(shù)據(jù)變化、方向、姿態(tài)識(shí)別等信息。模擬工作電壓范圍是 2.4V 至 3.6V，數(shù)字工作電壓范圍是 1.71V 到 3.6V 。常用在手機(jī)、掌上電腦、車載導(dǎo)航，便攜式電腦的防盜，自動(dòng)自行車剎車燈、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)手環(huán)、數(shù)碼機(jī)、自動(dòng)叫醒鬧鐘里等等。

特別是計(jì)步的功能是現(xiàn)在最常見，不管是智能手環(huán)、還是手機(jī)都帶有三軸加速度計(jì)，可以記錄每天的步數(shù)，計(jì)算運(yùn)動(dòng)量等?，F(xiàn)在很多的不倒翁，無人機(jī)、相機(jī)云臺(tái)，很多常見的產(chǎn)品里都能看到三軸加速計(jì)的身影。

通過MMA7660可以做出很多項(xiàng)目： 比如: 老人防跌倒手環(huán)、自行車自動(dòng)剎車燈，智能鬧鐘，烤火爐跌倒自動(dòng)斷電、運(yùn)動(dòng)手環(huán)等等。

這篇文章就介紹如何在Linux下編寫MMA7660三軸加速度芯片的驅(qū)動(dòng)，讀取當(dāng)前芯片的方向姿態(tài)，得到X,Y,Z三個(gè)軸的數(shù)據(jù)。MMA7660是IIC接口的，當(dāng)前驅(qū)動(dòng)就采用標(biāo)準(zhǔn)的IIC子系統(tǒng)編寫驅(qū)動(dòng)，使用字符設(shè)備框架將得到的數(shù)據(jù)上傳遞給應(yīng)用層。

2. 硬件連線

當(dāng)前使用的開發(fā)板是友善之臂Tiny4412開發(fā)板，使用三星EXYNOS4412芯片，板子本身自帶了一顆MMA7660芯片，芯片的原理圖如下：

內(nèi)核本身有MMA7660的驅(qū)動(dòng)，下面是源碼的路徑：

如果加載自己編寫的驅(qū)動(dòng)，還需要去掉原來內(nèi)核自帶的驅(qū)動(dòng)，不然無法匹配。

Device Drivers  --->
	<*> Hardware Monitoring support  --->  
        <*>   Freescale MMA7660 Accelerometer   (將*號(hào)去掉，編譯內(nèi)核、燒寫內(nèi)核即可)

3. 源代碼

3.1 mma7660設(shè)備端代碼: IIC子系統(tǒng)

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

static struct i2c_client *i2cClient = NULL;

static unsigned short  i2c_addr_list[]= {0x4c, I2C_CLIENT_END};/*地址隊(duì)列*/

/*
1. 獲取控制器(總線)
2. 探測(cè)設(shè)備是否存在
3. 定義一個(gè)名字用于找到驅(qū)動(dòng)端
 */
static int __init mma7660_dev_init(void)
{
	/*mach-tiny4412.c*/
	struct i2c_adapter *i2c_adap=NULL;  /*獲取到的總線存放在這個(gè)結(jié)構(gòu)體*/
	struct i2c_board_info i2c_info;     /*設(shè)備描述結(jié)構(gòu)體，里面存放著設(shè)備的名字還有地址*/

	/*1. 獲取IIC控制器*/
	i2c_adap = i2c_get_adapter(3);     /*要使用IIC_3號(hào)總線*/
	if(!i2c_adap)
	{
		printk("獲取IIC控制器信息失敗!\n");
		return -1;
	}
	
	memset(&i2c_info,0,sizeof(struct i2c_board_info));      	/*清空結(jié)構(gòu)體*/
	strlcpy(i2c_info.type,"mma7660_drv",I2C_NAME_SIZE);    /*名稱的賦值*/
	i2c_info.irq=EXYNOS4_GPX3(1); /*中斷IO口*/

	/*2. 創(chuàng)建IIC設(shè)備客戶端*/
	i2cClient = i2c_new_probed_device(i2c_adap,&i2c_info,i2c_addr_list,NULL);
	if(!i2cClient)
	{
		printk("mma7660_探測(cè)地址出現(xiàn)錯(cuò)誤!!\n");
		return -1;
	}

	i2c_put_adapter(i2c_adap);/*設(shè)置模塊使用計(jì)數(shù)*/
	
	printk("mma7660_dev_init!!\n");
	return 0;
}
static void __exit mma7660_dev_exit(void)//平臺(tái)設(shè)備端的出口函數(shù)
{
	printk(" mma7660_dev_exit ok!!\n");

	/*注銷設(shè)備*/
	i2c_unregister_device(i2cClient);

	/*釋放*/
	i2c_release_client(i2cClient);
}
module_init(mma7660_dev_init);
module_exit(mma7660_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

3.2 mma7660驅(qū)動(dòng)端代碼: IIC子系統(tǒng)

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/* MMA7760 Registers */
#define MMA7660_XOUT			0x00	// 6-bit output value X
#define MMA7660_YOUT			0x01	// 6-bit output value Y
#define MMA7660_ZOUT			0x02	// 6-bit output value Z
#define MMA7660_TILT			0x03	// Tilt status
#define MMA7660_SRST			0x04	// Sampling Rate Status
#define MMA7660_SPCNT			0x05	// Sleep Count
#define MMA7660_INTSU			0x06	// Interrupt Setup
#define MMA7660_MODE			0x07	// Mode
#define MMA7660_SR				0x08	// Auto-Wake/Sleep and Debounce Filter
#define MMA7660_PDET			0x09	// Tap Detection
#define MMA7660_PD				0x0a	// Tap Debounce Count

static const struct i2c_device_id mma7660_id[] =
{
	{"mma7660_drv",0}, /*設(shè)備端的名字,0表示不需要私有數(shù)據(jù)*/
	{}
};
static u32 mma7660_irq; /*觸摸屏的中斷編號(hào)*/
static struct i2c_client *mma7660_client=NULL;
static int	last_tilt = 0;

#define __need_retry(__v)	(__v & (1 << 6))
#define __is_negative(__v)	(__v & (1 << 5))

static const char *mma7660_bafro[] = {
	"未知", "前面", "背面"
};

static const char *mma7660_pola[] = {
	"未知",
	"左面", "向右",
	"保留", "保留",
	"向下", "向上",
	"保留",
};

/*
函數(shù)功能：讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)
*/
static int mma7660_read_tilt(struct i2c_client *client, int *tilt)
{
	int val;
	do {
		val = i2c_smbus_read_byte_data(client, MMA7660_TILT);
	} while (__need_retry(val));
	*tilt = (val & 0xff);
	return 0;
}
/*
函數(shù)功能: 讀取XYZ坐標(biāo)數(shù)據(jù)
*/
static int mma7660_read_xyz(struct i2c_client *client, int idx, int *xyz)
{
	int val;
	do {
		val = i2c_smbus_read_byte_data(client, idx + MMA7660_XOUT);
	} while (__need_retry(val));
	*xyz = __is_negative(val) ? (val | ~0x3f) : (val & 0x3f);
	return 0;
}
/*
工作隊(duì)列處理函數(shù)
*/
static void mma7660_worker(struct work_struct *work)
{
	int bafro, pola, shake, tap;
	int val = 0;

	mma7660_read_tilt(mma7660_client,&val);

	/* TODO: report it ? */
	bafro = val & 0x03;
	if (bafro != (last_tilt & 0x03)) {
		printk("%s\n", mma7660_bafro[bafro]);
	}

	pola = (val >> 2) & 0x07;
	if (pola != ((last_tilt >> 2) & 0x07)) {
		printk("%s\n", mma7660_pola[pola]);
	}

	shake = (val >> 5) & 0x01;
	if (shake && shake != ((last_tilt >> 5) & 0x01)) {
		printk("Shake\n");
	}

	tap = (val >> 7) & 0x01;
	if (tap && tap != ((last_tilt >> 7) & 0x01)) {
		printk("Tap\n");
	}

	/* Save current status */
	last_tilt = val;
	
	int axis[3];
	int i;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		mma7660_read_xyz(mma7660_client, i, &axis[i]);
	}
	printk("ABS_X=%d\n",axis[0]);
	printk("ABS_Y=%d\n",axis[1]);
	printk("ABS_Z=%d\n",axis[2]);
}
/*
函數(shù)功能: mma7660初始化
*/
static int mma7660_initialize(struct i2c_client *client)
{
	int val;

	/* Using test mode to probe chip */
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_MODE, 0x00);
	mdelay(10);
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_MODE, 0x04);
	mdelay(10);
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_XOUT, 0x3f);
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_YOUT, 0x01);
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_ZOUT, 0x15);
	val = i2c_smbus_read_byte_data(client, MMA7660_ZOUT);
	if (val != 0x15) {
		dev_err(&client->dev, "no device\n");
		return -ENODEV;
	}

	/* Goto standby mode for configuration */
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_MODE, 0x00);
	mdelay(10);

	/* Sample rate: 64Hz / 16Hz; Filt: 3 samples  */
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_SR, ((2<<5) | (1<<3) | 1));

	/* Sleep count */
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_SPCNT, 0xA0);

	/* Tap detect and debounce ~4ms */
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_PDET, 4);
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_PD, 15);

	/* Enable interrupt except exiting Auto-Sleep */
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_INTSU, 0xe7);

	/* IPP, Auto-wake, auto-sleep and standby */
	i2c_smbus_write_byte_data(client, MMA7660_MODE, 0x59);
	mdelay(10);

	/* Save current tilt status */
	mma7660_read_tilt(client, &last_tilt);

	mma7660_client = client;
	return 0;
}
/*
靜態(tài)方式初始化工作隊(duì)列
*/
DECLARE_WORK(mma7660_work,mma7660_worker);
static irqreturn_t mma7660_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
	/*調(diào)度共享工作隊(duì)列*/
	schedule_work(&mma7660_work);
	return IRQ_HANDLED;
}
/*
匹配成功時(shí)調(diào)用
*/
static int mma7660_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *device_id)
{
	printk("mma7660_probe!!!\n");
	printk("驅(qū)動(dòng)端IIC匹配的地址=0x%x\n",client->addr);
	
	mma7660_client=client;
	
	/*1. 注冊(cè)中斷*/
	mma7660_irq=gpio_to_irq(client->irq);/*獲取中斷編號(hào)*/
    if(request_irq(mma7660_irq,mma7660_interrupt,IRQF_TRIGGER_FALLING,"mma7660_irq",NULL)!=0)
    {
		printk("mma7660_中斷注冊(cè)失敗!\n");
	}
	
	/*2. 初始化mma7660*/
	if(mma7660_initialize(client) < 0)
	{
		printk(" 初始化mma7660失敗!\n");
	}
    return 0;
}
static int mma7660_remove(struct i2c_client *client)
{
	free_irq(mma7660_irq,NULL);
	printk("mma7660_remove!!!\n");
	return 0;
}
struct i2c_driver i2c_drv =
{
	.driver =
	{
		.name = "mma7660",
		.owner = THIS_MODULE,
	},	
	.probe = mma7660_probe,   //探測(cè)函數(shù)
	.remove = mma7660_remove, //資源卸載
	.id_table = mma7660_id,   //里面有一個(gè)名字的參數(shù)用來匹配設(shè)備端名字
};
static int __init mma7660_drv_init(void)
{
	/*向iic總線注冊(cè)一個(gè)驅(qū)動(dòng)*/
	i2c_add_driver(&i2c_drv);
	return 0;
}

static void __exit mma7660_drv_exit(void)
{
	/*從iic總線注銷一個(gè)驅(qū)動(dòng)*/
	i2c_del_driver(&i2c_drv);
}

module_init(mma7660_drv_init);
module_exit(mma7660_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");