重力感應(yīng)器BMA250源代碼執(zhí)行分析

　　Bosch Sensortec的BMA250是為電子消費(fèi)市場設(shè)計(jì)的一款數(shù)字輸出的低功耗三軸加速度傳感器，BMA250加速度傳感器2mmX2mm的小型封裝和數(shù)字接口，使其滿足眾多消費(fèi)電子制造商的需求，尤其是在便攜式手持設(shè)備上。BMA250加速度傳感器具有從±2g到±16g四個可編程的測量范圍，提供應(yīng)用程序設(shè)計(jì)者更多的開發(fā)彈性，較高的測量精度，其十位的數(shù)據(jù)可提供最高精確度小于4mg

　　BMA250支持兩種操作模式：

　　1）流數(shù)據(jù)模式：加速數(shù)據(jù)直接讀出通過傳感器的數(shù)字接口和計(jì)算系統(tǒng)μController、應(yīng)用處理器或基帶處理器。

　　2）中斷發(fā)動機(jī)模式：加速數(shù)據(jù)計(jì)算已經(jīng)在BMA250的集成，可編程中斷發(fā)動機(jī)。根據(jù)可編程設(shè)置綜合中斷發(fā)動機(jī)BMA250的信號發(fā)生一定的通過傳感器事件的兩個中斷pin。相應(yīng)的寄存器的BMA250可以很容易地設(shè)置和讀出通過數(shù)字傳感器接口。

　　重力感應(yīng)器BMA250源代碼執(zhí)行分析

　　重力傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的。

　　所謂的壓電效應(yīng)就是 “對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外，還將改變晶體的極化狀態(tài)，在晶體內(nèi)部建立電場，這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng) ”。

　　重力傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會產(chǎn)生電壓，只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當(dāng)然，還有很多其它方法來制作加速度傳感器，比如電容效應(yīng)，熱氣泡效應(yīng)，光效應(yīng)，但是其最基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個介質(zhì)產(chǎn)生變形，通過測量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。

　　BMA250E

　　10位，數(shù)字型，三軸加速度傳感器，運(yùn)動觸發(fā)，中斷控制

　　主要特點(diǎn)：小封裝，數(shù)字接口，可編程功能，板上FIFO，板上中斷控制，低功耗。

　　I2C接口，2個中斷Pin，電壓范圍1.2to3.6V

　　加速度范圍： 2g/4g/8g/16g

　　動力觸發(fā)中斷信號產(chǎn)生：新數(shù)據(jù)，檢測任何運(yùn)動，單輸出和雙輸出，方位識別，flat detection，無運(yùn)動檢測。低功耗，喚醒時(shí)間短，先進(jìn)的系統(tǒng)電源管理

　　Vdd是內(nèi)部塊的主電源

　　Vddio是分成的電源供應(yīng)Pin用于支持接口和內(nèi)部塊

　　電源模式：

　　有六種電源模式，除了普通模式支持這個設(shè)備的操作外，還有其他的五種節(jié)能模式：深度睡眠模式，睡眠模式，標(biāo)準(zhǔn)模式，低功耗模式一和低功耗模式二。

　　電源打開后就是普通模式。在deep-suspnd模式下，設(shè)備接近于最低功耗。只有接口保持活動。沒有數(shù)據(jù)請求被響應(yīng)，配置寄存器is lost.

　　OffsetCompensation：慢速補(bǔ)償，快速補(bǔ)償，快速補(bǔ)償，在線校準(zhǔn)

　　Non-volatile memory：三種寄存器：hardwired，volatile，non-volatile

　　BMA250_driver.c

　　BMA250_driver.c代碼分析：

　　1、static int bma250_smbus_read_byte（struct i2c_client *client，

　　unsigned char reg_addr， unsigned char *data）

　　static int bma250_smbus_write_byte（struct i2c_client *client，

　　unsigned char reg_addr， unsigned char *data）

　　兩個函數(shù)分別調(diào)用

　　i2c_smbus_read_byte_data（client， reg_addr）;

　　i2c_smbus_write_byte_data（client， reg_addr， *data）;

　　而這兩個函數(shù)都調(diào)用i2c_smbus_xfer，函數(shù)原型為：

　　s32 i2c_smbus_xfer（struct i2c_adapter *adapter， u16 addr， unsigned short flags，

　　char read_write， u8 command， int protocol，

　　union i2c_smbus_data *data）

　　兩個調(diào)用時(shí)就是參數(shù)char read_write這個參數(shù)有了改變，讀時(shí)參數(shù)為I2C_SMBUS_READ，寫時(shí)參數(shù)為：I2C_SMBUS_WRITE，其他參數(shù)不變。參數(shù) int protocol表示使用的協(xié)議。

　　在i2c-core.c中通過EXPORT_SYMBOL（i2c_smbus_read_byte_data）;把這個函數(shù)導(dǎo)出來，然后在其他文件中使用。

　　2、static DEVICE_ATTR（mode， S_IRUGO|S_IWUSR， bma250_mode_show， bma250_mode_store）;

　　static DEVICE_ATTR（value， S_IRUGO， bma250_value_show， NULL）;

　　……;

　　static DEVICE_ATTR（update， S_IRUGO|S_IWUSR， NULL， bma250_update_store）;

　　static DEVICE_ATTR（selftest， S_IRUGO|S_IWUSR， bma250_selftest_show， bma250_selftest_store）;

　　完成了DEVICE_ATTR函數(shù)宏的填充，下面就需要創(chuàng)建接口了

　　static struct attribute *bma250_attributes［］= {

　　&dev_attr_range.attr，

　　……

　　&dev_attr_offset_filt_z.attr，

　　&dev_attr_orientation.attr，

　　NULL

　　};

　　當(dāng)想要實(shí)現(xiàn)的接口名字是orientation的時(shí)候，需要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體static struct attribute *bma250_attributes［］

　　其中成員變量的名字必須是&dev_attr_orientation.attr，然后再封裝

　　static struct attribute_group bma250_attribute_group = {

　　.attrs = bma250_attributes

　　};

　　再利用sysfs_create_group（&data-》input-》dev.kobj，&bma250_attribute_group）;創(chuàng)建接口。通過以上的幾個步驟，就可以在adb shell 終端查看到接口了。當(dāng)我們將數(shù)據(jù) echo 到接口中時(shí)，在上層實(shí)際上完成了一次 write 操作，對應(yīng)到 kernel ，調(diào)用了驅(qū)動中的 “store”。同理，當(dāng)我們cat 一個 接口時(shí)則會調(diào)用 “show” 。到這里，只是簡單的建立了 android 層到 kernel 的橋梁，真正實(shí)現(xiàn)對硬件操作的，還是在 “show” 和 “store” 中完成的。這些接口也是調(diào)試接口。

　　程序執(zhí)行過程：

　　板子信息：

　　struct bma250acc{

　　s16 x，

　　y，

　　z;

　　} ;

　　struct bma250_data {/*kernel\lc1810\include\linux\Bmc.h*/

　　struct i2c_client *bma250_client;//bma250設(shè)備

　　atomic_t delay; //延遲

　　atomic_t enable; //使能

　　unsigned char mode; //工作模式

　　struct input_dev *input; //input設(shè)備

　　struct bma250acc value; //上報(bào)的坐標(biāo)值

　　struct mutex enable_mutex; //互斥量

　　struct mutex mode_mutex;

　　struct delayed_work work; //

　　struct work_struct irq_work;

　　#ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND

　　struct early_suspend early_suspend;

　　#endif

　　atomic_t selftest_result;

　　int orientation;

　　};

　　/*kernel\lc1810\arch\arm\mach-comip\board-lc1810.c*/

　　#if defined（CONFIG_SENSORS_BMA250）

　　static struct bma250_data bmc_bma250_data = {

　　.orientation = 0，

　　};

　　#endif

　　填充i2c_board_info：

　　static struct i2c_board_infocomip_i2c1_board_info［］ = {

　　#if defined（CONFIG_SENSORS_BMA250）

　　{

　　I2C_BOARD_INFO（“bma250”， 0x18），

　　.platform_data = &bmc_bma250_data，

　　}，

　　#endif

　　}

　　1、module_init（BMA250_init）;

　　module_exit（BMA250_exit）;

　　static int __init BMA250_init（void）

　　{

　　return i2c_add_driver（&bma250_driver）;//加載驅(qū)動程序bma250_driver

　　}

　　其中，驅(qū)動程序?yàn)椋?/p>

　　static struct i2c_driver bma250_driver = {

　　.driver = {

　　.owner = THIS_MODULE，

　　.name = SENSOR_NAME，

　　}，

　　.id_table = bma250_id，//id_table是該驅(qū)動所支持的I2C設(shè)備的ID表

　　.probe = bma250_probe，/* bus-》match成功后調(diào)用 */

　　.remove = bma250_remove，

　　};

　　2、bma250_probe（struct i2c_client *client，const struct i2c_device_id *id）函數(shù)的執(zhí)行：

　　1）、利用i2c_check_functionality（client-》adapter， I2C_FUNC_I2C）檢查I2C設(shè)備適配器工作是否正常。

　　2）、給bma250_data分配空間并清零。

　　3）、利用i2c_smbus_read_word_data（client， BMA250_CHIP_ID_REG）;檢測bma250的ID號是否匹配，匹配繼續(xù)，否則失敗。

　　4）、讓client的data指向新分配的空間，初始化data.

　　5）、互斥訪問：利用

　　bma250_set_bandwidth（client， BMA250_BW_SET）;

　　bma250_set_range（client， BMA250_RANGE_SET）;設(shè)置帶寬和范圍。

　　用INIT_DELAYED_WORK（&data-》work， bma250_work_func）;動態(tài)初始化一個隊(duì)列的work，并且和隊(duì)列處理函數(shù)bma250_work_func（）綁定在一起。過一段延遲后處理work。

　　而在static void bma250_work_func（struct work_struct *work）

　　{

　　struct bma250_data *bma250 = container_of（（struct delayed_work *）work，

　　struct bma250_data， work）;

　　static struct bma250acc acc;

　　unsigned long delay = msecs_to_jiffies（atomic_read（&bma250-》delay））;

　　bma250_read_accel_xyz（bma250-》bma250_client， &acc）;

　　input_report_abs（bma250-》input， ABS_X， acc.x）;

　　input_report_abs（bma250-》input， ABS_Y， acc.y）;

　　input_report_abs（bma250-》input， ABS_Z， acc.z）;

　　input_sync（bma250-》input）;

　　bma250-》value = acc;

　　printk（“_______［%s］： acc.x=%d，y=%d，z=%d\n”，__func__，acc.x，acc.y，acc.z）;

　　schedule_delayed_work（&bma250-》work， delay）;

　　}

　　首先是一段延遲msecs_to_jiffies（atomic_read（&bma250-》delay）），然后通過

　　bma250_read_accel_xyz（bma250-》bma250_client， &acc）讀取sensor的xyz的值，再通過input_report_abs（）函數(shù)把這三個點(diǎn)報(bào)上去。再通過schedule_delayed_work（）延遲一段時(shí)間后調(diào)度執(zhí)行一個具體的任務(wù)，執(zhí)行的任務(wù)將會被掛入Linux系統(tǒng)提供的workqueue。

　　INIT_DELAYED_WORK（）和schedule_delayed_work（）函數(shù)是成對出現(xiàn)的。

　　6）、通過bma250_input_init（data）函數(shù)初始化bma250_input。初始化時(shí)先通過input_allocate_device（）分配空間。在設(shè)置報(bào)點(diǎn)范圍，然后注冊設(shè)備，讓bma250_input指向它。

　　7）、通過sysfs_create_group（）函數(shù)創(chuàng)建sysfs接口。

　　8）、初始化bma250電源管理的掛起和打開。

　　static void bma250_early_suspend（struct early_suspend *h）

　　{

　　struct bma250_data *data =container_of（h， struct bma250_data， early_suspend）;

　　mutex_lock（&data-》enable_mutex）;

　　if （atomic_read（&data-》enable） == 1） {

　　bma250_set_mode（data-》bma250_client， BMA250_MODE_SUSPEND）;

　　cancel_delayed_work_sync（&data-》work）;

　　}

　　mutex_unlock（&data-》enable_mutex）;

　　}

　　互斥的設(shè)置bma250工作模式是suspend，然后執(zhí)行cancel_delayed_work_sync（）函數(shù)，對一個延遲執(zhí)行的工作來說，這個函數(shù)的作用是在這個工作還未執(zhí)行的時(shí)候就把它給取消掉。

　　工作時(shí)：static void bma250_late_resume（struct early_suspend *h）

　　{

　　struct bma250_data *data =

　　container_of（h， struct bma250_data， early_suspend）;

　　mutex_lock（&data-》enable_mutex）;

　　if （atomic_read（&data-》enable） == 1） {

　　bma250_set_mode（data-》bma250_client， BMA250_MODE_NORMAL）;

　　schedule_delayed_work（&data-》work，

　　msecs_to_jiffies（atomic_read（&data-》delay）））;

　　}

　　mutex_unlock（&data-》enable_mutex）;

　　}resume時(shí)首先互斥把工作模式設(shè)為普通工作模式，然后調(diào)用schedule_delayed_work（）函數(shù)延遲一段時(shí)間后調(diào)用工作隊(duì)列中的work進(jìn)行處理。

　　工作者線程（events），或者說worker threads，更確切的說，這些應(yīng)該是缺省的工作者線程。而與工作者線程相關(guān)的一個概念就是工作隊(duì)列，或者叫work queue.events這么一個線程，它其實(shí)和內(nèi)核線程一樣，有事情就處理，沒事情就睡眠，也是一個死循環(huán)，而schedule_delayed_work（）的作用就是喚醒這個線程，確切的說，是先把自己的這個struct work_struct插入workqueue_struct這個隊(duì)列里，然后喚醒昏睡中的events.然后events就會去處理，要是有延時(shí)，那么它就給安排延時(shí)以后執(zhí)行，要是沒有延時(shí)，或者設(shè)了延時(shí)為0，那就趕緊開始執(zhí)行。

　　9）、初始化后通過函數(shù)bma250_set_mode（client， BMA250_MODE_SUSPEND）;把sensor設(shè)置為suspend狀態(tài)。如果出現(xiàn)錯誤就bma250_input_delete（data）;釋放設(shè)備。

　　至此，bma250_probe執(zhí)行完畢，sensor初始化完畢。