如何在MSM8909 Android下配置CS1237驱动读取PT100温度传感器？

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谭齐慧

2022-2-15 10:29:02

前言

上面一个文章配置了普通的GPIO口。然后根据在单片机的经验，尝试配置CS1237驱动。
CS1237是一款高精度、低功耗模数转换芯片，一路差分输入通道，内置温度传感器和高精度振荡器。通过 2线SPI接口通信。
在单片机中是使用模拟IO口的方式实现SPI通信。在Android里也是一样。

实现
1.首先还是配置DTS设备树，修改kernel/arch/arm/boot/dts/qcom/msm8909-mtp.dtsi。
cs1237 {
         compatible = "cs1237";
         //这是一个enable的pin
         cs1237,gpio0 = <&msm_gpio 0 0>;
         //SDA pin
         cs1237,gpio68 = <&msm_gpio 68 0>;
         //SCL pin
cs1237,gpio69 = <&msm_gpio 69 0>;
         label = "cs1237";
};
2.在 kernel/drivers/misc 下添加 cs1237.c文件
（1）IO口函数操作定义
void CLK_H(void){gpio_set_value(CLK_PIN, GPIO_HIGH);}
void CLK_L(void){gpio_set_value(CLK_PIN, GPIO_LOW);}
void SDA_H(void){gpio_set_value(SDA_PIN, GPIO_HIGH);}
void SDA_L(void){gpio_set_value(SDA_PIN, GPIO_LOW);}
int SDA_Read(void){return gpio_get_value(SDA_PIN);}
void SDA_OUT(void){gpio_direction_output(SDA_PIN, 1);}
void SDA_IN(void){gpio_direction_input(SDA_PIN);}
（2）cs1237配置初始化，读取配置函数
unsigned char cs1237_init_config(void)
{
int count_i = 0; //溢出计时器
int i = 0;
unsigned char dat = PGA_2 | SPEED_640 | REF_ON;

SDA_OUT();//SDA_H();

SDA_IN();
CLK_L();

while(SDA_Read() == 1) { //等待CS237准备好
      mdelay(5);
      count_i++;

      if(count_i > 300) {
         SDA_OUT();
         //SDA_H(); // OUT引脚拉高
         CLK_H(); // CLK引脚拉高
         return -1;//超时，则直接退出程序
      }
}
for(i = 0; i < 29; i++) { // 1 - 29
      CLK_H();udelay(1);CLK_L();udelay(1);
}

SDA_OUT();

CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//30
CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//31
CLK_H();udelay(1);SDA_L();CLK_L();udelay(1);//32
CLK_H();udelay(1);SDA_L();CLK_L();udelay(1);//33
CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//34
CLK_H();udelay(1);SDA_L();CLK_L();udelay(1);//35
CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//36

CLK_H();udelay(1);CLK_L();udelay(1); //37  写入了0x65

for(i = 0; i < 8; i++) { // 38 - 45个脉冲了，写8位数据
      CLK_H();
      udelay(1);
      if(dat & 0x80)
         SDA_H();
      else
         SDA_L();
      dat <<= 1;
      CLK_L();
      udelay(1);
}
SDA_H();
CLK_H();udelay(1);CLK_L();udelay(1);

return 0;
}

// 读取芯片的配置数据
unsigned char Read_Config(void)
{
unsigned char i;
unsigned char dat = 0; //读取到的数据
unsigned int count_i = 0; //溢出计时器

SDA_OUT();
//SDA_H();

SDA_IN();
CLK_L();//时钟拉低
while(SDA_Read() == 1) { //等待芯片准备好数据
      mdelay(1);
      count_i++;
      if(count_i > 300) {
         SDA_OUT();
         CLK_H(); // CLK=1;
         //SDA_H(); // OUT=1;
         return -1;//超时，则直接退出程序
      }
}

//CLK引脚拉高拉低即为一个时钟
for(i = 0; i < 29; i++) { // 产生第1到29个时钟
      CLK_H(); udelay(1);CLK_L();udelay(1);
}

SDA_OUT();
CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//30
CLK_H();udelay(1);SDA_L();CLK_L();udelay(1);//31
CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//32
CLK_H();udelay(1);SDA_L();CLK_L();udelay(1);//33
CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//34
CLK_H();udelay(1);SDA_H();CLK_L();udelay(1);//35
CLK_H();udelay(1);SDA_L();CLK_L();udelay(1);//36

SDA_H();
CLK_H();udelay(1);CLK_L();udelay(1);//37  写入0x56 即读命令

dat = 0;
SDA_IN();
for(i = 0; i < 8; i++) { // 第38 - 45个脉冲了，读取数据
      CLK_H();udelay(1);CLK_L();udelay(1);

      dat <<= 1;
      if(SDA_Read())
         dat++;
}
//第46个脉冲
CLK_H();udelay(1);CLK_L();udelay(1);

SDA_OUT();
//SDA_H(); //OUT引脚拉高
return dat;
}

（3）probe函数中添加
static int gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{
int  ret = 0;

printk("*************cs1237 probe *************n");
cs1237_class = class_create(THIS_MODULE, "cs1237");
if(IS_ERR(cs1237_class))
{
      ret = PTR_ERR(cs1237_class);
      pr_err("Failed to create class.n");
      return ret;
}
cs1237_dev = device_create(cs1237_class, NULL, 0, NULL, "cs1237");
if (IS_ERR(cs1237_dev))
{
      ret = PTR_ERR(cs1237_class);
      pr_err("Failed to create device(cs1237)!n");
      return ret;
}
ret = device_create_file(cs1237_dev, &cs1237_dev_attr);
if(ret)
{
      pr_err("%s: cs1237 creat sysfs failedn",__func__);
      return ret;
}
ret = device_create_file(cs1237_dev, &cs1237_config_attr);
if(ret)
{
      pr_err("%s: cs1237 creat sysfs failedn",__func__);
      return ret;
}
ret = device_create_file(cs1237_dev, &cs1237_init_attr);
if(ret)
{
      pr_err("%s: cs1237 creat sysfs failedn",__func__);
      return ret;
}

//寻找设备树dts下的 "cs1237,gpio0" 名称对应的GPIO口
ENABLE_PIN = of_get_named_gpio(pdev->dev.of_node, "cs1237,gpio0", 0);
if (ENABLE_PIN < 0)
      printk( "ENABLE_PIN is not available n");
//对应修改的dts的 label
ret = gpio_request(ENABLE_PIN, "cs1237");
if(0 != ret) {
      printk( "gpio request %d failed.", CLK_PIN);
      return -EIO;
}
gpio_direction_output(ENABLE_PIN, 1);
gpio_set_value(ENABLE_PIN, GPIO_HIGH);

SDA_PIN = of_get_named_gpio(pdev->dev.of_node, "cs1237,gpio68", 0);
if (SDA_PIN < 0)
printk( "SDA_PIN is not available n");
//对应修改的dts的 label
ret = gpio_request(SDA_PIN, "cs1237");
if(0 != ret) {
printk( "gpio request %d failed.", SDA_PIN);
return -EIO;
}
gpio_direction_output(SDA_PIN, 1);

CLK_PIN = of_get_named_gpio(pdev->dev.of_node, "cs1237,gpio69", 0);
if (CLK_PIN < 0)
printk( "CLK_PIN is not available n");
//对应修改的dts的 label
ret = gpio_request(CLK_PIN, "cs1237");
if(0 != ret) {
printk( "gpio request %d failed.", CLK_PIN);
return -EIO;
}
gpio_direction_output(CLK_PIN, 1);
CLK_H();

cs1237_init_config();
CONFIG = Read_Config();

if(CONFIG == 36){
      printk("cs1237_probe ok , config is %dn",ret);
}
else{
      printk("cs1237_probe failed, config is %dn",ret);
}

return 0;
}

（4）读取CS1237数值
//读取ADC数据，返回的是一个有符号数据
int Read_CS1237(void)
{
unsigned char i;
uint32_t dat = 0; //读取到的数据
unsigned int count_i = 0; //溢出计时器
int temp;

SDA_OUT();
//SDA_H(); //OUT引脚拉高
SDA_IN();
CLK_L();//时钟拉低

while(SDA_Read()) { //等待芯片准备好数据
      mdelay(1);
      count_i++;
      if(count_i > 300) {
         SDA_OUT();
         CLK_H(); // CLK=1;
         //SDA_H(); // OUT=1;
         return -1;//超时，则直接退出程序
      }
}

dat = 0;

for(i = 0; i < 24; i++) { //获取24位有效转换
      CLK_H();
      udelay(1);
      dat <<= 1;

      if(SDA_Read())
         dat++;

      CLK_L();
      udelay(1);
}

for(i = 0; i < 3; i++) { //接着前面的时钟再来3个时钟
      CLK_H();udelay(1);CLK_L();udelay(1);
}

SDA_OUT();
//SDA_H();

if(dat == 0x00800000)
return -1;

if(dat & 0x00800000) { // 判断是负数最高位24位是符号位
      temp = (((~dat) & 0x007FFFFF) + 1); // 补码变源码
} else
      temp = dat; // 正数的补码就是源码

return temp;
}

3.修改 kernel/drivers/misc 下 Makefile 和 Kconfig 文件（和上篇文章普通IO口配置一样）
4. 修改 kernel/arch/arm/configs 下的 msm8909-1gb_defconfig 文件（和上篇文章普通IO口配置一样）

5. 执行编译、烧录
make bootimage -j6

6. 测试驱动
系统启动后，用adb命令进入系统

可以看到在 /sys/class/ 目录下生成了 cs1237 文件夹，里面有个 cs1237 文件夹。
下面我们就可以控制 value 文件，去读取cs1237读数。

7.java层获取PT100温度数值
jni层调用cat命令获取cs1237读数
char path[DIRECTION_MAX];
char value_str[10];
int fd;

snprintf(path, DIRECTION_MAX, "/sys/class/cs1237/cs1237/value");
fd = open(path, O_RDONLY);
if (fd < 0) {
      LOGE("failed to open gpio value for reading!n");
      return 1003;
}

if (read(fd, value_str, 10) < 0) {
      LOGE("failed to read value!n");
      return 1003;
}

close(fd);

return (atoi(value_str));
java层调用jni函数，将读数转成温度数值
public static float getTemp() {
      //获取得到AD数值
      int data = JNIhardware.getTempure();

      //Log.e("Temp","temp ad data =>"+data);

      //根据电路图，将AD数值转成电压
      float vo = (float)data/(float)0x800000 * 3.3f / 2.0f;
      vo = vo/2;
      //将电压转换成pt100电阻值
      float pt100 = 3000 * vo / (3.3f - vo);
      //根据pt100电阻特性，得到温度。offset_tem表示误差
      float tempdat = ( pt100 - 100) / 0.39f + offset_tem;

      Log.e("Temp","temp => "+tempdat);

      return tempdat;
}

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