韦东山 IMX6ULL和正点原子_「正点原子Linux连载」第六十二章Linux SPI驱动实验（二）...

1)实验平台：正点原子Linux开发板

2)摘自《正点原子I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南》关注官方微信号公众号，获取更多资料：正点原子

在本章实验中，我们采用同步传输方式来完成SPI数据的传输工作，也就是spi_sync函数。

综上所述，SPI数据传输步骤如下：

①、申请并初始化spi_transfer，设置spi_transfer的tx_buf成员变量，tx_buf为要发送的数据。然后设置rx_buf成员变量，rx_buf保存着接收到的数据。最后设置len成员变量，也就是要进行数据通信的长度。

②、使用spi_message_init函数初始化spi_message。

③、使用spi_message_add_tail函数将前面设置好的spi_transfer添加到spi_message队列中。

④、使用spi_sync函数完成SPI数据同步传输。

通过SPI进行n个字节的数据发送和接收的示例代码如下所示：

示例代码62.3.2.3 SPI数据读写操作

/* SPI多字节发送 */

staticint spi_send(struct spi_device *spi, u8 *buf,int len)

{

int ret;

struct spi_message m;

struct spi_transfer t ={

.tx_buf = buf,

.len = len,

};

spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */

spi_message_add_tail(t,&m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */

ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步传输 */

return ret;

}

/* SPI多字节接收 */

staticint spi_receive(struct spi_device *spi, u8 *buf,int len)

{

int ret;

struct spi_message m;

struct spi_transfer t ={

.rx_buf = buf,

.len = len,

};

spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */

spi_message_add_tail(t,&m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */

ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步传输 */

return ret;

}

62.4 硬件原理图分析

本章实验硬件原理图参考26.2小节即可。

62.5 试验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘->2、Linux驱动例程->22_spi。

62.5.1 修改设备树

1、添加ICM20608所使用的IO

首先在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中添加ICM20608所使用的IO信息，在iomuxc节点中添加一个新的子节点来描述ICM20608所使用的SPI引脚，子节点名字为pinctrl_ecspi3，节点内容如下所示：

示例代码62.5.1.1 icm20608 IO节点信息

1 pinctrl_ecspi3: icm20608 {

2 fsl,pins =<

3 MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 0x10b0 /* CS */

4 MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK 0x10b1 /* SCLK */

5 MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO 0x10b1 /* MISO */

6 MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI 0x10b1 /* MOSI */

7>;

8};

UART2_TX_DATA这个IO是ICM20608的片选信号，这里我们并没有将其复用为ECSPI3的SS0信号，而是将其复用为了普通的GPIO。因为我们需要自己控制片选信号，所以将其复用为普通的GPIO。

2、在ecspi3节点追加icm20608子节点

在imx6ull-alientek-emmc.dts文件中并没有任何向ecspi3节点追加内容的代码，这是因为NXP官方的6ULL EVK开发板上没有连接SPI设备。在imx6ull-alientek-emmc.dts文件最后面加入如下所示内容：

示例代码62.5.1.2 向ecspi3节点加入icm20608信息

1&ecspi3 {

2 fsl,spi-num-chipselects =<1>;

3 cs-gpio =gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;/* cant't use cs-gpios! */

4 pinctrl-names ="default";

5 pinctrl-0=pinctrl_ecspi3>;

6 status ="okay";

7

8 spidev: icm20608@0 {

9 compatible ="alientek,icm20608";

10 spi-max-frequency =<8000000>;

11 reg =<0>;

12};

13};

第2行，设置当前片选数量为1，因为就只接了一个ICM20608。

第3行，注意！这里并没有用到"cs-gpios"属性，而是用了一个自己定义的"cs-gpio"属性，因为我们要自己控制片选引脚。如果使用"cs-gpios"属性的话SPI主机驱动就会控制片选引脚。

第5行，设置IO要使用的pinctrl子节点，也就是我们在示例代码62.5.1.1中新建的pinctrl_ecspi3。

第6行，imx6ull.dtsi文件中默认将ecspi3节点状态(status)设置为"disable"，这里我们要将其改为"okay"。

第8~12行，icm20608设备子节点，因为icm20608连接在ECSPI3的第0个通道上，因此@后面为0。第9行设置节点属性兼容值为"alientek,icm20608"，第10行设置SPI最大时钟频率为8MHz，这是ICM20608的SPI接口所能支持的最大的时钟频率。第11行，icm20608连接在通道0上，因此reg为0。

imx6ull-alientek-emmc.dts文件修改完成以后重新编译一下，得到新的dtb文件，并使用新的dtb启动Linux系统。

62.5.2 编写ICM20608驱动

新建名为"22_spi"的文件夹，然后在22_spi文件夹里面创建vscode工程，工作区命名为"spi"。工程创建好以后新建icm20608.c和icm20608reg.h这两个文件，icm20608.c为ICM20608的驱动代码，icm20608reg.h是ICM20608寄存器头文件。先在icm20608reg.h中定义好ICM20608的寄存器，输入如下内容(有省略，完成的内容请参考例程)：

示例代码62.5.2.1 icm20608reg.h文件内容

1 #ifndef ICM20608_H

2 #define ICM20608_H

3/***************************************************************

4 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

5 文件名 : icm20608reg.h

6作者 : 左忠凯

7版本 : V1.0

8描述 : ICM20608寄存器地址描述头文件

9其他 : 无

10论坛 : www.openedv.com

11日志 : 初版V1.0 2019/9/2 左忠凯创建

12 ***************************************************************/

13 #define ICM20608G_ID 0XAF/* ID值 */

14 #define ICM20608D_ID 0XAE/* ID值 */

15

16/* ICM20608寄存器

17 *复位后所有寄存器地址都为0，除了

18 *Register 107(0X6B) Power Management 1 = 0x40

19 *Register 117(0X75) WHO_AM_I = 0xAF或0xAE

20 */

21/* 陀螺仪和加速度自测(出产时设置，用于与用户的自检输出值比较) */

22 #define ICM20_SELF_TEST_X_GYRO 0x00

23 #define ICM20_SELF_TEST_Y_GYRO 0x01

24 #define ICM20_SELF_TEST_Z_GYRO 0x02

25 #define ICM20_SELF_TEST_X_ACCEL 0x0D

26 #define ICM20_SELF_TEST_Y_ACCEL 0x0E

27 #define ICM20_SELF_TEST_Z_ACCEL 0x0F

......

80/* 加速度静态偏移 */

81 #define ICM20_XA_OFFSET_H 0x77

82 #define ICM20_XA_OFFSET_L 0x78

83 #define ICM20_YA_OFFSET_H 0x7A

84 #define ICM20_YA_OFFSET_L 0x7B

85 #define ICM20_ZA_OFFSET_H 0x7D

86 #define ICM20_ZA_OFFSET_L 0x7E

87

88 #endif

接下来继续编写icm20608.c文件，因为icm20608.c文件内容比较长，因此这里就将其分开来讲解。

1、icm20608设备结构体创建

首先创建一个icm20608设备机构体，如下所示：

示例代码62.5.2.2 icm20608设备结构体创建

1 #include <linux/types.h>

2 #include <linux/kernel.h>

3 #include <linux/delay.h>

......

22 #include <asm/io.h>

23 #include "icm20608reg.h"

24/***************************************************************

25 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

26文件名 : icm20608.c

27作者 : 左忠凯

28版本 : V1.0

29描述 : ICM20608 SPI驱动程序

30其他 : 无

31论坛 : www.openedv.com

32日志 : 初版V1.0 2019/9/2 左忠凯创建

33 ***************************************************************/

34 #define ICM20608_CNT 1

35 #define ICM20608_NAME "icm20608"

36

37struct icm20608_dev {

38 dev_t devid; /* 设备号 */

39 struct cdev cdev; /* cdev */

40 struct class *class; /* 类 */

41 struct device *device; /* 设备 */

42 struct device_node *nd; /* 设备节点 */

43 int major; /* 主设备号 */

44 void*private_data; /* 私有数据 */

45 int cs_gpio; /* 片选所使用的GPIO编号*/

46 signedint gyro_x_adc; /* 陀螺仪X轴原始值 */

47 signedint gyro_y_adc; /* 陀螺仪Y轴原始值 */

48 signedint gyro_z_adc; /* 陀螺仪Z轴原始值 */

49 signedint accel_x_adc; /* 加速度计X轴原始值 */

50 signedint accel_y_adc; /* 加速度计Y轴原始值 */

51 signedint accel_z_adc; /* 加速度计Z轴原始值 */

52 signedint temp_adc; /* 温度原始值 */

53};

54

55staticstruct icm20608_dev icm20608dev;

icm20608的设备结构体icm20608_dev没什么好讲的，重点看一下第44行的private_data，对于SPI设备驱动来讲最核心的就是spi_device。probe函数会向驱动提供当前SPI设备对应的spi_device，因此在probe函数中设置private_data为probe函数传递进来的spi_device参数。

2、icm20608的spi_driver注册与注销

对于SPI设备驱动，首先就是要初始化并向系统注册spi_driver，icm20608的spi_driver初始化、注册与注销代码如下：

示例代码62.5.2.3 icm20608的spi_driver初始化、注册与注销

1 /* 传统匹配方式ID列表 */

2staticconststruct spi_device_id icm20608_id[]={

3 {"alientek,icm20608",0},

4 {}

5};

6

7 /* 设备树匹配列表 */

8staticconststruct of_device_id icm20608_of_match[]={

9 {.compatible ="alientek,icm20608"},

10 {/* Sentinel */}

11};

12

13 /* SPI驱动结构体 */

14staticstruct spi_driver icm20608_driver ={

15 .probe = icm20608_probe,

16 .remove = icm20608_remove,

17 .driver ={

18 .owner = THIS_MODULE,

19 .name ="icm20608",

20 .of_match_table = icm20608_of_match,

21 },

22 .id_table = icm20608_id,

23};

24

25/*

26 * @description : 驱动入口函数

27 * @param : 无

28 * @return : 无

29 */

30staticint __init icm20608_init(void)

31{

32 return spi_register_driver(&icm20608_driver);

33}

34

35/*

36 * @description : 驱动出口函数

37 * @param : 无

38 * @return : 无

39 */

40staticvoid __exit icm20608_exit(void)

41{

42 spi_unregister_driver(&icm20608_driver);

43}

44

45 module_init(icm20608_init);

46 module_exit(icm20608_exit);

47 MODULE_LICENSE("GPL");

48 MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

第2~5行，传统的设备和驱动匹配表。

第8~11行，设备树的设备与驱动匹配表，这里只有一个匹配项："alientek,icm20608"。

第14~23行，icm20608的spi_driver结构体变量，当icm20608设备和此驱动匹配成功以后第15行的icm20608_probe函数就会执行。同样的，当注销此驱动的时候icm20608_remove函数会执行。

第30~33行，icm20608_init函数为icm20608的驱动入口函数，在此函数中使用spi_register_driver向Linux系统注册上面定义的icm20608_driver。

第40~43行，icm20608_exit函数为icm20608的驱动出口函数，在此函数中使用spi_unregister_driver注销掉前面注册的icm20608_driver。

3、probe/remove函数

icm20608_driver中的probe和remove函数内容如下所示：

示例代码62.5.2.4 probe和remove函数

1/*

2 * @description : spi驱动的probe函数，当驱动与

3 * 设备匹配以后此函数就会执行

4 * @param - client : spi设备

5 * @param - id : spi设备ID

6 *

7 */

8staticint icm20608_probe(struct spi_device *spi)

9{

10 int ret =0;

11

12 /* 1、构建设备号 */

13 if(icm20608dev.major){

14 icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major,0);

15 register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT,

ICM20608_NAME);

16 }else{

17 alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid,0, ICM20608_CNT,

ICM20608_NAME);

18 icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);

19 }

20

21 /* 2、注册设备 */

22 cdev_init(&icm20608dev.cdev,&icm20608_ops);

23 cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);

24

25 /* 3、创建类 */

26 icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);

27 if(IS_ERR(icm20608dev.class)){

28 return PTR_ERR(icm20608dev.class);

29 }

30

31 /* 4、创建设备 */

32 icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class,NULL,

icm20608dev.devid,NULL, ICM20608_NAME);

33 if(IS_ERR(icm20608dev.device)){

34 return PTR_ERR(icm20608dev.device);

35 }

36

37 /* 获取设备树中cs片选信号 */

38 icm20608dev.nd = of_find_node_by_path("/soc/aips-bus@02000000/

spba-bus@02000000/ecspi@02010000");

39 if(icm20608dev.nd ==NULL){

40 printk("ecspi3 node not find!");

41 return-EINVAL;

42 }

43

44 /* 2、获取设备树中的gpio属性，得到BEEP所使用的BEEP编号 */

45 icm20608dev.cs_gpio = of_get_named_gpio(icm20608dev.nd,

"cs-gpio",0);

46 if(icm20608dev.cs_gpio <0){

47 printk("can't get cs-gpio");

48 return-EINVAL;

49 }

50

51 /* 3、设置GPIO1_IO20为输出，并且输出高电平 */

52 ret = gpio_direction_output(icm20608dev.cs_gpio,1);

53 if(ret <0){

54 printk("can't set gpio!");

55 }

56

57 /*初始化spi_device */

58 spi->mode = SPI_MODE_0; /*MODE0，CPOL=0，CPHA=0 */

59 spi_setup(spi);

60 icm20608dev.private_data = spi;/* 设置私有数据 */

61

62 /* 初始化ICM20608内部寄存器 */

63 icm20608_reginit();

64 return0;

65}

66

67/*

68 * @description : spi驱动的remove函数，移除spi驱动的时候此函数会执行

69 * @param – client : spi设备

70 * @return : 0，成功;其他负值,失败

71 */

72staticint icm20608_remove(struct spi_device *spi)

73{

74 /* 删除设备 */

75 cdev_del(&icm20608dev.cdev);

76 unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);

77

78 /* 注销掉类和设备 */

79 device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);

80 class_destroy(icm20608dev.class);

81 return0;

82}

第8~65行，probe函数，当设备与驱动匹配成功以后此函数就会执行，第13~55行都是标准的注册字符设备驱动。其中在第38~49行获取设备节点中的"cs-gpio"属性，也就是获取到设备的片选IO。

第58行，设置SPI为模式0，也就是CPOL=0，CPHA=0。

第59行，设置好spi_device以后需要使用spi_setup配置一下。

第60行，设置icm20608dev的private_data成员变量为spi_device。

第63行，调用icm20608_reginit函数初始化ICM20608，主要是初始化ICM20608指定寄存器。

第72~81行，icm20608_remove函数，注销驱动的时候此函数就会执行。

4、icm20608寄存器读写与初始化

SPI驱动的最终目的就是为了读写icm20608的寄存器，因此需要编写相应的寄存器读写函数，并且使用这些读写函数来完成对icm20608的初始化。icm20608的寄存器读写以及初始化代码如下：

示例代码62.5.2.5 icm20608寄存器读写以及出初始化

1/*

2 * @description : 从icm20608读取多个寄存器数据

3 * @param – dev : icm20608设备

4 * @param – reg : 要读取的寄存器首地址

5 * @param – val : 读取到的数据

6 * @param – len : 要读取的数据长度

7 * @return : 操作结果

8 */

9staticint icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,

void*buf,int len)

10{

11int ret;

12unsignedchar txdata[len];

13struct spi_message m;

14struct spi_transfer *t;

15struct spi_device *spi =(struct spi_device *)dev->private_data;

16

17 gpio_set_value(dev->cs_gpio,0);/* 片选拉低，选中ICM20608 */

18 t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);

19

20/* 第1次，发送要读取的寄存地址 */

21 txdata[0]= reg |0x80; /* 写数据的时候寄存器地址bit8要置1 */

22 t->tx_buf = txdata; /* 要发送的数据 */

23 t->len =1; /* 1个字节 */

24 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */

25 spi_message_add_tail(t,&m);/* 将spi_transfer添加到spi_message */

26 ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步发送 */

27

28/* 第2次，读取数据 */

29 txdata[0]=0xff; /* 随便一个值，此处无意义 */

30 t->rx_buf = buf; /* 读取到的数据 */

31 t->len = len; /* 要读取的数据长度 */

32 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */

33 spi_message_add_tail(t,&m);/* 将spi_transfer添加到spi_message*/

34 ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步发送 */

35

36 kfree(t); /* 释放内存 */

37 gpio_set_value(dev->cs_gpio,1); /* 片选拉高，释放ICM20608 */

38

39return ret;

40}

41

42/*

43 * @description : 向icm20608多个寄存器写入数据

44 * @param – dev : icm20608设备

45 * @param – reg : 要写入的寄存器首地址

46 * @param – val : 要写入的数据缓冲区

47 * @param – len : 要写入的数据长度

48 * @return : 操作结果

49 */

50static s32 icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,

u8 *buf, u8 len)

51{

52int ret;

53

54unsignedchar txdata[len];

55struct spi_message m;

56struct spi_transfer *t;

57struct spi_device *spi =(struct spi_device *)dev->private_data;

58

59 t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);

60 gpio_set_value(dev->cs_gpio,0); /* 片选拉低 */

61

62/* 第1次，发送要读取的寄存地址 */

63 txdata[0]= reg &~0x80; /* 写数据的时候寄存器地址bit8要清零 */

64 t->tx_buf = txdata; /* 要发送的数据 */

65 t->len =1; /* 1个字节 */

66 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */

67 spi_message_add_tail(t,&m);/* 将spi_transfer添加到spi_message*/

68 ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步发送 */

69

70/* 第2次，发送要写入的数据 */

71 t->tx_buf = buf; /* 要写入的数据 */

72 t->len = len; /* 写入的字节数 */

73 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */

74 spi_message_add_tail(t,&m);/* 将spi_transfer添加到spi_message*/

75 ret = spi_sync(spi,&m); /* 同步发送 */

76

77 kfree(t); /* 释放内存 */

78 gpio_set_value(dev->cs_gpio,1);/* 片选拉高，释放ICM20608 */

79return ret;

80}

81

82/*

83 * @description : 读取icm20608指定寄存器值，读取一个寄存器

84 * @param – dev : icm20608设备

85 * @param – reg : 要读取的寄存器

86 * @return : 读取到的寄存器值

87 */

88staticunsignedchar icm20608_read_onereg(struct icm20608_dev *dev,

u8 reg)

89{

90 u8 data =0;

91 icm20608_read_regs(dev, reg,&data,1);

92return data;

93}

94

95/*

96 * @description : 向icm20608指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器

97 * @param – dev : icm20608设备

98 * @param – reg : 要写的寄存器

99 * @param – data : 要写入的值

100 * @return : 无

101 */

102

103staticvoid icm20608_write_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,

u8 value)

104{

105 u8 buf = value;

106 icm20608_write_regs(dev, reg,&buf,1);

107}

108

109/*

110 * @description : 读取ICM20608的数据，读取原始数据，包括三轴陀螺仪、

111 * : 三轴加速度计和内部温度。

112 * @param - dev : ICM20608设备

113 * @return : 无。

114 */

115void icm20608_readdata(struct icm20608_dev *dev)

116{

117unsignedchar data[14];

118 icm20608_read_regs(dev, ICM20_ACCEL_XOUT_H, data,14);

119

120 dev->accel_x_adc =(signedshort)((data[0]<<8)| data[1]);

121 dev->accel_y_adc =(signedshort)((data[2]<<8)| data[3]);

122 dev->accel_z_adc =(signedshort)((data[4]<<8)| data[5]);

123 dev->temp_adc =(signedshort)((data[6]<<8)| data[7]);

124 dev->gyro_x_adc =(signedshort)((data[8]<<8)| data[9]);

125 dev->gyro_y_adc =(signedshort)((data[10]<<8)| data[11]);

126 dev->gyro_z_adc =(signedshort)((data[12]<<8)| data[13]);

127}

128/*

129 * ICM20608内部寄存器初始化函数

130 * @param : 无

131 * @return : 无

132 */

133void icm20608_reginit(void)

134{

135 u8 value =0;

136

137 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1,0x80);

138 mdelay(50);

139 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1,0x01);

140 mdelay(50);

141

142 value = icm20608_read_onereg(&icm20608dev, ICM20_WHO_AM_I);

143 printk("ICM20608 ID = %#X", value);

144

145 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_SMPLRT_DIV,0x00);

146 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_GYRO_CONFIG,0x18);

147 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG,0x18);

148 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_CONFIG,0x04);

149 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG2,0x04);

150 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_2,0x00);

151 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_LP_MODE_CFG,0x00);

152 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_FIFO_EN,0x00);

153}

第9~40行，icm20608_read_regs函数，从icm20608中读取连续多个寄存器数据。

第50~80行，icm20608_write_regs函数，向icm20608连续写入多个寄存器数据。

第88~83行，icm20608_read_onereg函数，读取icm20608指定寄存器数据。

第103~107行，icm20608_write_onereg函数，向icm20608指定寄存器写入数据。

第115~126行，icm20608_readdata函数，读取icm20608六轴传感器和温度传感器原始数据值，应用程序读取icm20608的时候这些传感器原始数据就会上报给应用程序。

第133~153行，icm20608_reginit函数，初始化icm20608，和我们spi裸机实验里面的初始化过程一样。

5、字符设备驱动框架

icm20608的字符设备驱动框架如下：

示例代码62.5.2.6 icm20608字符设备驱动

1/*

2 * @description : 打开设备

3 * @param – inode : 传递给驱动的inode

4 * @param - filp : 设备文件，file结构体有个叫做pr似有ate_data的成员变量

5 * 一般在open的时候将private_data似有向设备结构体。

6 * @return : 0 成功;其他失败

7 */

8staticint icm20608_open(struct inode *inode,struct file *filp)

9{

10 filp->private_data =&icm20608dev;/* 设置私有数据 */

11 return0;

12}

13

14/*

15 * @description : 从设备读取数据

16 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符)

17 * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区

18 * @param - cnt : 要读取的数据长度

19 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移

20 * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败

21 */

22static ssize_t icm20608_read(struct file *filp,char __user *buf,size_t cnt, loff_t *off)

23{

24 signedint data[7];

25 long err =0;

26 struct icm20608_dev *dev =(struct icm20608_dev *

)filp->private_data;

27

28 icm20608_readdata(dev);

29 data[0]= dev->gyro_x_adc;

30 data[1]= dev->gyro_y_adc;

31 data[2]= dev->gyro_z_adc;

32 data[3]= dev->accel_x_adc;

33 data[4]= dev->accel_y_adc;

34 data[5]= dev->accel_z_adc;

35 data[6]= dev->temp_adc;

36 err = copy_to_user(buf, data,sizeof(data));

37 return0;

38}

39

40/*

41 * @description : 关闭/释放设备

42 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)

43 * @return : 0 成功;其他失败

44 */

45staticint icm20608_release(struct inode *inode,struct file *filp)

46{

47 return0;

48}

49

50/* icm20608操作函数 */

51staticconststruct file_operations icm20608_ops ={

52 .owner = THIS_MODULE,

53 .open = icm20608_open,

54 .read = icm20608_read,

55 .release = icm20608_release,

56};

字符设备驱动框架没什么好说的，重点是第22~38行的icm20608_read函数，当应用程序调用read函数读取icm20608设备文件的时候此函数就会执行。此函数调用上面编写好的icm20608_readdata函数读取icm20608的原始数据并将其上报给应用程序。大家注意，在内核中尽量不要使用浮点运算，所以不要在驱动将icm20608的原始值转换为对应的实际值，因为会涉及到浮点计算。

62.5.3编写测试APP

新建icm20608App.c文件，然后在里面输入如下所示内容：

示例代码62.5.3.1 icm20608App.c文件代码

1 #include "stdio.h"

2 #include "unistd.h"

3 #include "sys/types.h"

4 #include "sys/stat.h"

5 #include "sys/ioctl.h"

6 #include "fcntl.h"

7 #include "stdlib.h"

8 #include "string.h"

9 #include <poll.h>

10 #include <sys/select.h>

11 #include <sys/time.h>

12 #include <signal.h>

13 #include <fcntl.h>

14/***************************************************************

15 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

16 文件名 : icm20608App.c

17作者 : 左忠凯

18版本 : V1.0

19描述 : icm20608设备测试APP。

20其他 : 无

21使用方法 ：./icm20608App /dev/icm20608

22论坛 : www.openedv.com

23日志 : 初版V1.0 2019/9/20 左忠凯创建

24 ***************************************************************/

25

26/*

27 * @description : main主程序

28 * @param - argc : argv数组元素个数

29 * @param - argv : 具体参数

30 * @return : 0 成功;其他失败

31 */

32int main(int argc,char*argv[])

33{

34 int fd;

35 char*filename;

36 signedint databuf[7];

37 unsignedchar data[14];

38 signedint gyro_x_adc, gyro_y_adc, gyro_z_adc;

39 signedint accel_x_adc, accel_y_adc, accel_z_adc;

40 signedint temp_adc;

41

42 float gyro_x_act, gyro_y_act, gyro_z_act;

43 float accel_x_act, accel_y_act, accel_z_act;

44 float temp_act;

45

46 int ret =0;

47

48 if(argc !=2){

49 printf("Error Usage!");

50 return-1;

51 }

52

53 filename = argv[1];

54 fd = open(filename, O_RDWR);

55 if(fd <0){

56 printf("can't open file %s", filename);

57 return-1;

58 }

59

60 while(1){

61 ret = read(fd, databuf,sizeof(databuf));

62 if(ret ==0){/* 数据读取成功 */

63 gyro_x_adc = databuf[0];

64 gyro_y_adc = databuf[1];

65 gyro_z_adc = databuf[2];

66 accel_x_adc = databuf[3];

67 accel_y_adc = databuf[4];

68 accel_z_adc = databuf[5];

69 temp_adc = databuf[6];

70

71 /* 计算实际值 */

72 gyro_x_act =(float)(gyro_x_adc)/16.4;

73 gyro_y_act =(float)(gyro_y_adc)/16.4;

74 gyro_z_act =(float)(gyro_z_adc)/16.4;

75 accel_x_act =(float)(accel_x_adc)/2048;

76 accel_y_act =(float)(accel_y_adc)/2048;

77 accel_z_act =(float)(accel_z_adc)/2048;

78 temp_act =((float)(temp_adc)-25)/326.8+25;

79

80 printf("原始值:");

81 printf("gx = %d, gy = %d, gz = %d", gyro_x_adc,

gyro_y_adc, gyro_z_adc);

82 printf("ax = %d, ay = %d, az = %d", accel_x_adc,

accel_y_adc, accel_z_adc);

83 printf("temp = %d", temp_adc);

84 printf("实际值:");

85 printf("act gx = %.2f°/S, act gy = %.2f°/S,

act gz = %.2f°/S", gyro_x_act, gyro_y_act,

gyro_z_act);

86 printf("act ax = %.2fg, act ay = %.2fg,

act az = %.2fg", accel_x_act, accel_y_act,

accel_z_act);

87 printf("act temp = %.2f°C", temp_act);

88 }

89 usleep(100000);/*100ms */

90 }

91 close(fd);/* 关闭文件 */

92 return0;

93}

第60~91行，在while循环中每隔100ms从icm20608中读取一次数据，读取到icm20608原始数据以后将其转换为实际值，比如陀螺仪就是角速度、加速度计就是g值。注意，我们在icm20608驱动中将陀螺仪和加速度计的测量范围全部设置到了最大，分别为±2000和±16g。因此，在计算实际值的时候陀螺仪使用16.4，加速度计使用2048。最终将传感器原始数据和得到的实际值显示在终端上。

62.6 运行测试

62.6.1 编译驱动程序和测试APP

1、编译驱动程序

编写Makefile文件，本章实验的Makefile文件和第四十章实验基本一样，只是将obj-m变量的值改为"icm20608.o"，Makefile内容如下所示：

示例代码62.6.1.1 Makefile文件

1 KERNELDIR:= /home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek

......

4 obj-m := icm20608.o

......

11 clean:

12$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

第4行，设置obj-m变量的值为"icm20608.o"。

输入如下命令编译出驱动模块文件：

make-j32

编译成功以后就会生成一个名为"icm20608.ko"的驱动模块文件。

2、编译测试APP

在icm20608App.c这个测试APP中我们用到了浮点计算，而I.MX6U是支持硬件浮点的，因此我们在编译icm20608App.c的时候就可以使能硬件浮点，这样可以加速浮点计算。使能硬件浮点很简单，在编译的时候加入如下参数即可：

-march-armv7-a -mfpu-neon -mfloat=hard

输入如下命令使能硬件浮点编译icm20608App.c这个测试程序：

arm-linux-gnueabihf-gcc -march=armv7-a -mfpu=neon -mfloat-abi=hard icm20608App.c -o icm20608App

编译成功以后就会生成icm20608App这个应用程序，那么究竟有没有使用硬件浮点呢？使用arm-linux-gnueabihf-readelf查看一下编译出来的icm20608App就知道了，输入如下命令：

arm-linux-gnueabihf-readelf -A icm20608App

结果如图62.6.1.1所示：

从图62.6.1.1可以看出FPU架构为VFPv3，SIMD使用了NEON，并且使用了SP和DP，说明icm20608App这个应用程序使用了硬件浮点。

62.6.2 运行测试

将上一小节编译出来icm20608.ko和icm20608App这两个文件拷贝到rootfs/lib/modules/4.1.15目录中，重启开发板，进入到目录lib/modules/4.1.15中。输入如下命令加载icm20608.ko这个驱动模块。

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令

modprobe icm20608.ko //加载驱动模块

当驱动模块加载成功以后使用icm20608App来测试，输入如下命令：

./icm20608App /dev/icm20608

测试APP会不断的从ICM20608中读取数据，然后输出到终端上，如图62.6.2.1所示：

可以看出，开发板静止状态下，Z轴方向的加速度在1g左右，这个就是重力加速度。对于陀螺仪来讲，静止状态下三轴的角速度应该在0°/S左右。ICM20608内温度传感器采集到的温度在30多度左右，大家可以晃动一下开发板，这个时候陀螺仪和加速度计的值就会有变化。