Linux下I2C总线驱动框架

                应用
    ------------------------------------------
    i2c driver:从设备驱动层
         需要和应用层进行交互
         封包数据，不知道数据是如何写入到硬件

    ------------------------------------------
    i2c 核心层：维护i2c 总线，包括i2c driver, i2c client链表
    drivers/i2c/i2c-core.c
    ---------------------------------------------------
    i2c adapter层：i2c控制层，初始化i2c控制器
            完成将数据写入或读取-从设备硬件
            不知道数据具体是什么，但是知道如何操作从设备
    drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c

                make menuconfig
        Device Drivers  --->
            -*- I2C support  ---> //编译i2c-core.c
                I2C Hardware Bus support  --->
                    <*> S3C2410 I2C Driver // i2c-s3c2410.c

             1           i2c_0: i2c@13860000 {
 2                 #address-cells = <1>;
 3                 #size-cells = <0>;
 4                 compatible = "samsung,s3c2440-i2c";
 5                 reg = <0x138600000x100>;
 6                 interrupts = <0580>;
 7                 clocks = <&clock 317>;
 8                 clock-names = "i2c";
 9                 pinctrl-names = "default";
10                 pinctrl-0 = <&i2c0_bus>;
11                 status = "disabled";  //状态位disable，12         };   //在内核中不会自动执行adapter控制器的代码1314          i2c_5: i2c@138B0000 {
15                 #address-cells = <1>;
16                 #size-cells = <0>;
17                 compatible = "samsung,s3c2440-i2c";
18                 reg = <0x138B00000x100>;
19                 interrupts = <0630>;
20                 clocks = <&clock 322>;
21                 clock-names = "i2c";
22                 status = "disabled";
23         }

             1 i2c@13860000 {
 2         #address-cells = <1>;
 3         #size-cells = <0>;
 4         samsung,i2c-sda-delay = <100>;
 5         samsung,i2c-max-bus-freq = <20000>;
 6         pinctrl-0 = <&i2c0_bus>;
 7         pinctrl-names = "default";
 8         status = "okay";  //状态okay
 910//子节点：从设备信息--电源管理芯片11         s5m8767_pmic@66 {
12                 compatible = "samsung,s5m8767-pmic";
13                 reg = <0x66>;  
14//对应/sys/bus/i2c/devices/i2c_0  -->0_006615        }
1617 }            

             1 i2c@138B0000 {/*i2c adapter5信息*/ 2         #address-cells = <1>;
 3         #size-cells = <0>;
 4         samsung,i2c-sda-delay = <100>;
 5         samsung,i2c-max-bus-freq = <20000>;
 6         pinctrl-0 = <&i2c5_bus>;
 7         pinctrl-names = "default";
 8         status = "okay";
 910         mpu6050@68 { /*i2c client信息 查数据手册得从设备号为68*/11                 compatible = "invensense,mpu6050";
12                 reg = <0x68>;
13        };
14 };

             1
            struct i2c_driver {//表示是一个从设备的驱动对象 2int (*probe)(struct i2c_client *, conststruct i2c_device_id *);
 3int (*remove)(struct i2c_client *);
 4struct device_driver driver; //继承了父类 5                     |
 6conststruct of_device_id    *of_match_table;
 7conststruct i2c_device_id *id_table;//用于做比对，非设备树的情况 8    }
 9    注册和注销
10int i2c_add_driver( struct i2c_driver *driver);
11void i2c_del_driver(struct i2c_driver *);
121314struct i2c_client {//描述一个从设备的信息,不需要在代码中创建，因为是由i2c adapter帮我们创建15         unsigned short addr;        //从设备地址，来自于设备树中<reg>16char name[I2C_NAME_SIZE]; //用于和i2c driver进行匹配，来自于设备树中compatible17struct i2c_adapter *adapter;//指向当前从设备所存在的i2c adapter18struct device dev;        // 继承了父类19    };
20    创建i2c client的函数
21struct i2c_client *i2c_new_device(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_board_info const *info)
22232425struct i2c_adapter {//描述一个i2c控制器，也不是我们要构建，原厂的代码会帮我们构建26conststruct i2c_algorithm *algo; //算法27                     |
28int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,int num);
2930struct device dev; //继承了父类，也会被加入到i2c bus31int nr; //编号3233    }
34    注册和注销：
35int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter * adapter);
36void i2c_del_adapter(struct i2c_adapter * adap);
373839struct i2c_msg {//描述一个从设备要发送的数据的数据包40         __u16 addr;     //从设备地址，发送给那个从设备41         __u16 flags; //读1还是写042         __u16 len;        //发送数据的长度43         __u8 *buf;        //指向数据的指针44    };
45//写从设备46int i2c_master_send(conststruct i2c_client * client,constchar * buf,int count)
47//读从设备48int i2c_master_recv(conststruct i2c_client * client,char * buf,int count)
49    以上两个函数都调用了：
50int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)

            陀螺仪的作用：
    原理：
        小时候玩过陀螺，如果给它一定的旋转速度，陀螺会竖立旋转起来而不会倒,
        主要因为高速旋转有抗拒方向改变的趋向
        
        陀螺仪就是内部的转子高速旋转，形成一个固定的初始化的参考平面，
        这样就可以通过测量初始的参考平面偏差计算出物体的旋转情况
        陀螺仪的强项在于测量设备自身的旋转运动

    陀螺仪的产生：
        1850年法国的物理学家福柯(J.Foucault)为了研究地球自转，首先发现高速转动中的转子(rotor)，
        由于惯性作用它的旋转轴永远指向一固定方向，他用希腊字gyro(旋转)和skopein(看)
        两字合为gyro scopei一字来命名这种仪表

    陀螺仪的基本部件：
        (
            1
            ) 陀螺转子，转子装在一支架内
        (
            2
            )内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构
            内环可环绕平面两轴作自由运动
            在内环架外加上一外环架，可以环绕平面做三轴作自由运动
        (
            3
            ) 附件(是指力矩马达、信号传感器等)。

    陀螺仪的数据获取：        
        XYZ分别代表设备围绕XYZ三个轴旋转的角速度，陀螺仪可以捕捉很微小的运动轨迹变化，
        因此可以做高分辨率和快速反应的旋转检测，但不能测量当前的运行方向

    应用：
        
            1
            ，陀螺仪用于飞行体运动的自动控制系统中，作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器
        
            2
            ，手机上的摄像头配合使用，比如防抖
        
            3
            ，各类手机游戏的传感器，包括一些第一视角类射击游戏，陀螺仪完整监测游戏者手的位移
           手机中的陀螺仪最早被iphone4应用，所以被大家所熟知
        
            4
            ，导航，手机配合GPS，导航能力已经可以达到专用的gps导航仪

重力加速度：
    原理：
        重力施加在物体上,使它产生一个加速度，重力大小和此物体的质量成正比
        物体在不同的运行中，会产生不同的重力，从而可以测量出物体的运动情况

    重力加速度的数据获取：
        加速度测量传感器有x、y、z三轴，注意在手机上屏幕的坐标，以左上角作为原点的，而且Y向下。
        注意区分这两个不同的坐标系。
        加速传感器的单位是加速度m/s2。如果手机平放好，x，y在位置为0，
        而z轴方向加速度=当前z方向加速度-g。由于g（重力加速度）垂直向下，
        则g=-9.81m/s2，即z轴 a=0-(-9.81)=9.81m/s2
    应用：
        1，图像自动翻转
        2，游戏控制
        3，计步器功能

            #define SMPLRT_DIV        0x19 //采样频率寄存器-25 典型值：0x07(125Hz)//寄存器集合里的数据根据采样频率更新#define CONFIG            0x1A    //配置寄存器-26-典型值：0x06(5Hz)//DLPF is disabled（DLPF_CFG=0 or 7）#define GYRO_CONFIG        0x1B//陀螺仪配置-27,可以配置自检和满量程范围//典型值：0x18(不自检，2000deg/s)#define ACCEL_CONFIG        0x1C    //加速度配置-28 可以配置自检和满量程范围及高通滤波频率//典型值：0x01(不自检，2G，5Hz)#define ACCEL_XOUT_H    0x3B //59-65,加速度计测量值 XOUT_H#define ACCEL_XOUT_L    0x3C  // XOUT_L#define ACCEL_YOUT_H    0x3D  //YOUT_H#define ACCEL_YOUT_L    0x3E  //YOUT_L#define ACCEL_ZOUT_H    0x3F  //ZOUT_H#define ACCEL_ZOUT_L    0x40 //ZOUT_L---64#define TEMP_OUT_H        0x41 //温度测量值--65#define TEMP_OUT_L        0x42
#define GYRO_XOUT_H        0x43 //陀螺仪值--67，采样频率（由寄存器 25 定义）写入到这些寄存器#define GYRO_XOUT_L        0x44
#define GYRO_YOUT_H        0x45
#define GYRO_YOUT_L        0x46
#define GYRO_ZOUT_H        0x47
#define GYRO_ZOUT_L        0x48 //陀螺仪值--72#define PWR_MGMT_1        0x6B //电源管理 典型值：0x00(正常启用)

                 应用程序：
        ioctl(fd, cmd, args);
    ========================================
    驱动中：xxx_ioctl()
    {
            switch(cmd){          
            }
    }

    如何定义命令：
        1， 直接定义一个数字
            #define IOC_GET_ACCEL  0x9999
        2, 通过系统的接口
            _IO(x,y)
            _IOR(x,y,z)
            _IOW(x,y,z)

            参数1：表示magic，字符
            参数2：区分不同命令，整数　
            参数３：传给驱动数据类型

陀螺仪可测范围为 欧拉角格式±250，±500，±1000，±2000°/秒（dps） ，加速度计可测范围为±2，±4，±8，±16g
加速度读取的值为：
AFS_SEL      Full scale rang                  LSB  Sensitivy
    0                +-2g -----------------------16384 LSB/g
    1                +-4g -----------------------8192 LSB/g
    2                +-8g -----------------------4096 LSB/g
    3                +-16g------------------------2048 LSB/g

温度值：
        C = (TEMP_OUT Register Value )/340 + 36.53
    
陀螺仪值：
    FS_SEL      Full scale rang                  LSB  Sensitivy
    0                +-250 度/s ------------------131 LSB 度/s
    1                +-500 度/s ------------------65.5 LSB 度/s
    2                +-1000 度/s -----------------32.8 LSB 度/s
    3                +-2000 度/s ------------------16.4 LSB 度/s