[经验]

飞凌嵌入式ElfBoard ELF 1板卡-开发板适配之SPI-六轴传感器

2025-2-8 08:53:53

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SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。SPI的通信以主从方式工作，一般需要4根线，MISO（主设备数据输入）、MOSI（主设备数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）。i.MX6ULL有4路SPI接口，ELF 1开发板使用了SPI1连接到六轴传感器icm20607上。操作六轴传感器的方式是把初始化的部分封装到驱动中，在应用中只需调用该驱动的读写数据接口，不必关心设备的具体操作。
硬件原理

从原理图中可以看到，六轴传感器相连的引脚分别为：时钟SPI1_SCLK、片选SPI1_SS0、输出SPI1_MOSI、输入SPI1_MISO、中断ICM-20607_INT，分别对应的PAD NAME为，LCD_DATA20、LCD_DATA21、LCD_DATA22、LCD_DATA23（六轴传感器的中断引脚没有用到，所以此处不进行配置）。由于ElfBoard的LCD采用的是RGB565，空出来的8位数据线可以用作其他功能。

IOMUX配置
在arch/arm/boot/dts/imx6ul-pinfunc.h中找到相关宏
MX6UL_PAD_LCD_DATA20__ECSPI1_SCLK
MX6UL_PAD_LCD_DATA21__GPIO3_IO26
MX6UL_PAD_LCD_DATA22__ECSPI1_MOSI
MX6UL_PAD_LCD_DATA23__ECSPI1_MISO
在设备树文件arch/arm/boot/dts/imx6ull-elf1-emmc.dts的IOMUX节点下添加子节点（暂时先不添加中断引脚，目前没有用到中断）：
pinctrl_ecspi1: ecspi1grp {
                  fsl,pins = <
                  MX6UL_PAD_LCD_DATA20__ECSPI1_SCLK    0x10b0
                  MX6UL_PAD_LCD_DATA21__GPIO3_IO26       0x10b0
                  MX6UL_PAD_LCD_DATA22__ECSPI1_MOSI    0x10b0
                  MX6UL_PAD_LCD_DATA23__ECSPI1_MISO    0x10b0
                     >;
            };
添加后效果如下：

在添加IOMUX之后，还要检查一下在设备树的其他地方是否把LCD_DATA20，LCD_DATA21，LCD_DATA22，LCD_DATA23复用为其他功能了。我们先在arch/arm/boot/dts/imx6ull-elf1-emmc.dts文件中搜索引脚PAD NAME，在&iomux的子节点pinctrl_lcdif_dat节点下搜索到了这几个引脚的复用，我们需要将这些注释掉：
/*    MX6UL_PAD_LCD_DATA20__LCDIF_DATA20  0x79
   MX6UL_PAD_LCD_DATA21__LCDIF_DATA21  0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA22__LCDIF_DATA22  0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA23__LCDIF_DATA23  0x79    */

添加设备节点
在arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi中已经存在了spi接口的相关节点ecspi1-ecspi4，我们只需要在arch/arm/boot/dts/imx6ull-elf1-emmc.dts文件中引用相关节点，并在该节点下添加子节点spidev0：
&ecspi1 {
      pinctrl-names = "default";
      pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1>;
      fsl,spi-num-chipselects = <1>;
      cs-gpios = <&gpio3 26 GPIO_ACtiVE_LOW>;
      status = "okay";

      spidevicm: icm20607@0{
            compatible = "elf,icm20607";
            spi-max-frequency = <8000000>;
            reg = <0>;
      };
};
添加后的效果如下：

pinctrl-names属性值为“default”，定义了pincrtl的名字为“default”。
pinctrl-0的属性值为<&pinctrl_ecspi1 >，就是引用了之前在IOMUX中定义的pinctrl_ecspi1也就是说，在此处对IOMUX的配置进行了引用，类似函数的调用。
fsl,spi-num-chipselects的属性值为<1>，表示spi总线下边有1个从设备。
cs-gpios属性为片选引脚，选用gpio引脚作为片选，低电平有效。
status属性值设置为“okay”，表示SPI主设备可用。
接下来是子节点，对应的icm20607设备。
spidevicm是子节点标签，icm20607是节点名称。
compatible属性值为“elf,icm20607”，用于驱动匹配。
spi-max-frequency属性表示spi最大始终频率。
添加icm20607驱动
一、将ELF 1开发板资料包\02-Linux 源代码\02-1 驱动源码\01_icm20607\icm20607.c拷贝到内核源码的drivers/misc/路径下：

二、将ELF 1开发板资料包\02-Linux 源代码\02-1 驱动源码\01_icm20607\icm20607.h拷贝到内核源码的include/linux路径下：

三、修改Kconfig：
elf@ubuntu:~/work/linux-imx-imx_4.1.15_2.0.0_ga$ vi drivers/misc/Kconfig
添加以下内容：
config ICM20607
      tristate "SPI device ICM20607"
      depends on SPI && SYSFS
      help
      If you say yes here,you get support for the icm20607
添加后效果如下：

四、修改Makefile：
elf@ubuntu:~/work/linux-imx-imx_4.1.15_2.0.0_ga$ vi drivers/misc/Makefile
添加以下内容：
obj-$(CONFIG_ICM20607) += icm20607.o
添加后效果如下：

五、将icm20607驱动编译进内核：
使用make menuconfig打开图形化配置界面：
elf@ubuntu:~/work/linux-imx-imx_4.1.15_2.0.0_ga$ make menuconfig
找到以下位置，我们可以在这里选择Y编译进内核，或者M编译成模块，或者N选择不编译。选择编译进内核：
Device Drivers
-> Misc devices

六、替换配置文件
通过make menuconfig修改的内容写入到了.config文件，当使用make imx6ull_elf1_defconfig配置内核源码时，.config文件会被覆盖，因此，需要替换原有的imx6ull_elf1_defconfig。
elf@ubuntu:~/work/linux-imx-imx_4.1.15_2.0.0_ga$ cp .config arch/arm/configs/imx6ul\l_elf1_defconfig

编译测试
编译内核和设备树并拷贝到开发板：
elf@ubuntu:~/work/linux-imx-imx_4.1.15_2.0.0_ga$ ./build.sh
elf@ubuntu:~/work/linux-imx-imx_4.1.15_2.0.0_ga$ scp arch/arm/boot/zImage root\@172.16.0.175:/run/media/mmcblk1p1/
elf@ubuntu:~/work/linux-imx-imx_4.1.15_2.0.0_ga$ scp arch/arm/boot/dts/imx6ull-elf\1-emmc.dtb root@172.16.0.175:/run/media/mmcblk1p1/
进行sync操作后重启开发板：

使用以下命令测试六轴传感器能否读到正确数据：
root@ELF1:~# elf1_cmd_icm20607

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