【Linux】TCS34725 颜色传感器设备驱动

技术分享 2年前 (2023-01-08) 0 999+

一、概述

此笔记主要是学习 Linux 中的 I2C 驱动，顺便验证一下 TCS34725 传感器的使用，主要内容还是程序记录，方便编写其他 I2C 设备驱动时做参考，所以关于 TCS34725 这里就不过多描述了，需要的小伙伴可以浏览我之前的笔记：TCS34725 颜色传感器设备驱动程序

二、添加 I2C 设备

学习到 I2C 驱动的小伙伴应该都知道平台设备这个概念了，所以这里需要使用到 I2C 总线，由于 I2C 总线驱动基本都是由板子厂商帮我们移植好的，所以这里就不关注 I2C 总线驱动了，有需要的小伙伴自行了解。

添加设备也有两种方式，这里我以设备树的形式添加设备为例，传统的添加方式相比设备树比较麻烦一些，这里就跳过这部分类容。

打开设备树文件，向 I2C 节点中追加 TCS34725 传感器的设备信息，如下所示：
```
&i2c0{     rgb_colour@29{         compatible = "colour,tcs34725";         reg = <0x29>;     }; }; 
```
注意：在&i2c0的i2c0一定是i2c设备节点的标签，我尝试使用节点名称引用，发现编译不通过，所以当你设备树中的i2c节点没有标签的话，自行添加一个。当然也是可以直接添加到i2c设备节点中的。
编译设备树，并烧写设备树文件
查看设备节点是否添加成功
通过命令 ls /sys/bus/i2c/devices/ 查看 I2C 设备，其中 0-0029 就是我们添加的设备，可以通过设备的 name 属性查看设备的名称，如下图所示：

注意：图中的中 name 属性变量，就是在设备树中添加的 compatible 属性，也是 I2C 总线用于匹配设备驱动时的匹配名称。

三、I2C 设备驱动编写

为了方便测试，这里是以模块的形式加载驱动设备的，没有直接在内核文件中，所以测试时不用重新编译内核文件。

出入口函数
这两个函数是模块的出入口函数，编写驱动模块是就少不了它两

/* 将上面两个函数指定为驱动的入口和出口函数 */ module_init(tcs3472x_driver_init); module_exit(tcs3472x_driver_exit);

加载和卸载 I2C 设备
通过 i2c_add_driver 和 i2c_del_driver 函数加载和卸载 I2C 设备的，代码如下所示：

/**  * @brief 驱动入口函数  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static int __init tcs3472x_driver_init(void) { 	int ret; 	pr_info("tcs3472x_driver_initn"); 	ret = i2c_add_driver(&tcs3472x_driver); 	return ret; }  /**  * @brief 驱动出口函数  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static void __exit tcs3472x_driver_exit(void) { 	pr_info("tcs3472x_driver_exitn"); 	i2c_del_driver(&tcs3472x_driver); }

设备信息

/* 传统匹配方式 ID 列表 */ static const struct i2c_device_id gtp_device_id[] = { 	{"colour,tcs34721", 0}, 	{"colour,tcs34725", 0}, 	{"colour,tcs34723", 0}, 	{"colour,tcs34727", 0}, 	{}};  /* 设备树匹配表 */ static const struct of_device_id tcs3472x_of_match_table[] = { 	{.compatible = "colour,tcs34721"}, 	{.compatible = "colour,tcs34725"}, 	{.compatible = "colour,tcs34723"}, 	{.compatible = "colour,tcs34727"}, 	{/* sentinel */}};  /* i2c总线设备结构体 */ struct i2c_driver tcs3472x_driver = { 	.probe = tcs3472x_probe, 	.remove = tcs3472x_remove, 	.id_table = gtp_device_id, 	.driver = { 		.name = "colour,tcs3472x", 		.owner = THIS_MODULE, 		.of_match_table = tcs3472x_of_match_table, 	}, };

注意：

设备树中的 compatible 属性会和匹配表中查找，当名称一样时，设备和驱动就匹配成功了。
匹配成功时会调用 .probe 函数
卸载模块是会调用 .remove 函数

.probe 和 .remove 函数

/**  * @brief i2c 驱动的 probe 函数，当驱动与设备匹配以后此函数就会执行  * @param client i2c 设备  * @param id i2c 设备 ID  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static int tcs3472x_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id) {     int ret = -1; 						// 保存错误状态码 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev;		// 设备数据结构体    	/*---------------------注册字符设备驱动-----------------*/ 	 	/* 驱动与总线设备匹配成功 */ 	printk(KERN_EMERG "t  %s match successed  rn", client->name);  	/* 申请内存并与 client->dev 进行绑定。*/ 	/* 在 probe 函数中使用时，当设备驱动被卸载，该内存被自动释放，也可使用 devm_kfree() 函数直接释放 */ 	tcs_dev = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(*tcs_dev), GFP_KERNEL); 	if(!tcs_dev) 	{ 		pr_err("Failed to request memory rn"); 		return -ENOMEM; 	}  	/* 1、创建设备号 */ 	/* 采用动态分配的方式，获取设备编号，次设备号为0 */ 	/* 设备名称为 TCS3472x_NAME，可通过命令 cat /proc/devices 查看 */ 	/* TCS3472x_CNT 为1，只申请一个设备编号 */ 	ret = alloc_chrdev_region(&tcs_dev->devid, 0, TCS3472x_CNT, TCS3472x_NAME); 	if (ret < 0) 	{ 		pr_err("%s Couldn't alloc_chrdev_region, ret = %d rn", TCS3472x_NAME, ret); 		return -ENOMEM; 	}  	/* 2、初始化 cdev */ 	/* 关联字符设备结构体 cdev 与文件操作结构体 file_operations */ 	tcs_dev->cdev.owner = THIS_MODULE; 	cdev_init(&tcs_dev->cdev, &tcs3472x_ops);  	/* 3、添加一个 cdev */ 	// 添加设备至cdev_map散列表中 	ret = cdev_add(&tcs_dev->cdev, tcs_dev->devid, TCS3472x_CNT); 	if (ret < 0) 	{ 		pr_err("fail to add cdev rn"); 		goto del_unregister; 	}  	/* 4、创建类 */ 	tcs_dev->class = class_create(THIS_MODULE, TCS3472x_NAME); 	if (IS_ERR(tcs_dev->class))  	{ 		pr_err("Failed to create device class rn"); 		goto del_cdev; 	}  	/* 5、创建设备,设备名是 TCS3472x_NAME */ 	/*创建设备 TCS3472x_NAME 指定设备名，*/ 	tcs_dev->device = device_create(tcs_dev->class, NULL, tcs_dev->devid, NULL, TCS3472x_NAME); 	if (IS_ERR(tcs_dev->device)) { 		goto destroy_class; 	} 	tcs_dev->client = client; 	 	/* 保存 ap3216cdev 结构体 */ 	i2c_set_clientdata(client, tcs_dev);  	return 0;  destroy_class: 	device_destroy(tcs_dev->class, tcs_dev->devid); del_cdev: 	cdev_del(&tcs_dev->cdev); del_unregister: 	unregister_chrdev_region(tcs_dev->devid, TCS3472x_CNT); 	return -EIO; }  /**  * @brief i2c 驱动的 remove 函数，移除 i2c 驱动的时候此函数会执行  * @param client i2c 设备  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static int tcs3472x_remove(struct i2c_client *client) { 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev = i2c_get_clientdata(client);  	/*---------------------注销字符设备驱动-----------------*/  	/* 1、删除 cdev */ 	cdev_del(&tcs_dev->cdev); 	/* 2、注销设备号 */ 	unregister_chrdev_region(tcs_dev->devid, TCS3472x_CNT); 	/* 3、注销设备 */ 	device_destroy(tcs_dev->class, tcs_dev->devid); 	/* 4、注销类 */ 	class_destroy(tcs_dev->class); 	return 0; }

注意：从上面代码中可以看出，这里主要是字符设备的操作过程成，所以到这里就可以直接使用 file_operations 函数进行操作了。

I2C 数据的读写

/**  * @brief 向 I2C 从设备的寄存器写入数据  *   * @param client I2C 设备  * @param reg 要写入的寄存器首地址  * @param val 要写入的数据缓冲区  * @param len 要写入的数据长度  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_write_regs(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 *buf, u8 len) { 	int ret = 0; 	u8 write_buf[256]; 	struct i2c_msg msg; //要发送的数据结构体  	/* 寄存器首地址 */ 	write_buf[0] = reg; 	/* 将要写入的数据拷贝到数组 write_buf 中 */ 	memcpy(&write_buf[1], buf, len);  	msg.addr = client->addr; 			// I2C 从设备在总线上的地址 	msg.flags = 0;					  	// 标记为发送数据 	msg.buf = write_buf;			  	// 要写入的数据缓冲区 	msg.len = len + 1;					// 要写入的数据长度  	// printk(PRINTK_GRADE "i2c write reg = %x  data = %xn", msg.buf[0], msg.buf[1]); 	/* 执行发送 */ 	ret = i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1); 	if (ret != 1) 	{ 		printk(PRINTK_GRADE "i2c write failed=%d reg=%06x len=%dn", ret, reg, len); 		return -1; 	} 	return 0; }  /**  * @brief 读取 I2C 从设备的寄存器数据  *   * @param client I2C 设备  * @param reg 要读取的寄存器首地址  * @param val 要读取的数据缓冲区  * @param len 要读取的数据长度  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_read_regs(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 *val, u32 len) { 	int ret = 0; 	struct i2c_msg msg[2];  	/* msg[0] 是读取从设备寄存器的首地址 */ 	msg[0].addr = client->addr; 		// I2C 从设备在总线上的地址 	msg[0].flags = 0;					// 标记为发送数据 	msg[0].buf = &reg;					// 需要读取的寄存器首地址 	msg[0].len = 1;						// reg 的长度  	/* msg[1] 是读取的数据 */ 	msg[1].addr = client->addr; 		// I2C 从设备在总线上的地址 	msg[1].flags = I2C_M_RD;			// 标记为读取数据 	msg[1].buf = val;					// 读取数据的保存位置 	msg[1].len = len;				// 要读取的数据长度  	ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2); 	if (ret != 2) 	{ 		printk(PRINTK_GRADE "i2c read failed=%d reg=%06x len=%dn",ret, reg, len); 		return -1; 	} 	return 0; }

注意： I2C 的读写都是通过 i2c_transfer 函数进行完成的

I2C 读写函数的使用

/**  * @brief 从 tcs3472x 设备的寄存器中读取 8 位数据  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param reg 寄存器地址  * @param val 读取的值  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_tcs3472x_read8(struct tcs3472x_dev *dev, u8 reg, u8 *val) { 	return i2c_read_regs((struct i2c_client *)dev->client, TCS34725_COMMAND_BIT | reg, val, 1); }  /**  * @brief 从 tcs3472x 设备的寄存器中读取 16 位数据  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param reg 寄存器地址  * @param val 读取的值  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_tcs3472x_read16(struct tcs3472x_dev *dev, u8 reg, u16 *data) { 	int ret = 0; 	u8 val[2]; 	ret = i2c_read_regs((struct i2c_client *)dev->client, TCS34725_COMMAND_BIT | reg, val, 2); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	}  	*data = val[1] << 8 | val[0]; 	return ret; }  /**  * @brief 向 tcs3472x 设备的寄存器中写入 8 位数据  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param reg 寄存器地址  * @param val 写入的值  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_tcs3472x_write8(struct tcs3472x_dev *dev, u8 reg, u8 data) { 	int ret = 0; 	u8 write_buf = data; 	ret = i2c_write_regs((struct i2c_client *)dev->client, TCS34725_COMMAND_BIT | reg, &write_buf, 1); 	return ret; }

注意：到这里相信对 I2C 的驱动编写就没什么难度了吧，驱动的编写流程也算是完成了，最后在吧设备使用的代码添加进行，I2C 的驱动就算完成了。

四、程序源码

tcs3472x.h

/**  * @file tcs3472x.h  *  */  #ifndef _TCS3472X_H_ #define _TCS3472X_H_   /*********************  *      INCLUDES  *********************/ // #include <stdbool.h> /*********************  *      DEFINES  *********************/  #define TCS34725_address          (0x29)    // 设备地址 #define TCS34725_COMMAND_BIT      (0x80)    // 命令字节  /* TCS34725传感器配置寄存器 */ #define TCS34725_ENABLE           (0x00)    // 启用传感器 #define TCS34725_ATIME            (0x01)    // 集成时间 #define TCS34725_WTIME            (0x03)    // R / W 等待时间 #define TCS34725_AILTL            (0x04)    // 清除通道下限中断阈值 #define TCS34725_AILTH            (0x05) #define TCS34725_AIHTL            (0x06)    // 清除通道上限中断阈值 #define TCS34725_AIHTH            (0x07)    // 配置寄存器 #define TCS34725_PERS             (0x0C)    // 中断永久性过滤器 #define TCS34725_CONFIG           (0x0C)    // 中断永久性过滤器 #define TCS34725_CONTROL          (0x0F)    // 增益倍数 #define TCS34725_ID               (0x12)    // 设备识别号 0x44 = TCS34721/TCS34725, 0x4D = TCS34723/TCS34727 #define TCS34725_STATUS           (0x13)    // 设备状态 #define TCS34725_CDATAL           (0x14)    // 光照强度低字节 #define TCS34725_CDATAH           (0x15)    // 光照强度高字节 #define TCS34725_RDATAL           (0x16)    // 红色数据低字节 #define TCS34725_RDATAH           (0x17) #define TCS34725_GDATAL           (0x18)    // 绿色数据低字节 #define TCS34725_GDATAH           (0x19) #define TCS34725_BDATAL           (0x1A)    // 蓝色数据低字节 #define TCS34725_BDATAH           (0x1B)  /* 启动传感器 */ #define TCS34725_ENABLE_AIEN      (0x10)    // RGBC中断使能 #define TCS34725_ENABLE_WEN       (0x08)    // 等待启用：写1激活等待计时器，写0禁用等待计时器 #define TCS34725_ENABLE_AEN       (0x02)    // RGBC启用：写1激活RGBC，写0禁用RGBC #define TCS34725_ENABLE_PON       (0x01)    // 通电：写入1激活内部振荡器，0禁用内部振荡器  /**********************  *      TYPEDEFS  **********************/  /* 集成时间配置参数  * 最大RGBC计数 = (256 - cycles) × 1024   * 集成时间 ≈ (256 - cycles) × 2.4ms */ typedef enum {     TCS34725_INTEGRATIONTIME_2_4MS  = 0xFF,   // 2.4ms - 1 cycles   - Max Count: 1024     TCS34725_INTEGRATIONTIME_24MS   = 0xF6,   // 24ms  - 10 cycles  - Max Count: 10240     TCS34725_INTEGRATIONTIME_50MS   = 0xEC,   // 50ms  - 20 cycles  - Max Count: 20480     TCS34725_INTEGRATIONTIME_101MS  = 0xD5,   // 101ms - 42 cycles  - Max Count: 43008     TCS34725_INTEGRATIONTIME_154MS  = 0xC0,   // 154ms - 64 cycles  - Max Count: 65535     TCS34725_INTEGRATIONTIME_700MS  = 0x00    // 700ms - 256 cycles - Max Count: 65535 } tcs34725_integration_time_t;  /* 增益倍数 */ typedef enum {     TCS34725_GAIN_1X                = 0x00,   // 1X增益     TCS34725_GAIN_4X                = 0x01,   // 4X增益     TCS34725_GAIN_16X               = 0x02,   // 16X增益     TCS34725_GAIN_60X               = 0x03    // 60X增益 } tcs34725_gain_multiple_t;  /**********************  * GLOBAL PROTOTYPES  **********************/   /**********************  *      MACROS  **********************/  #endif /* _TCS3472X_H_ */

i2c_tcs34725_module.c

#include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/i2c.h> #include <linux/types.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/ide.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/gpio.h> #include <asm/mach/map.h> #include <linux/of.h> #include <linux/of_address.h> #include <linux/of_gpio.h> #include <asm/io.h> #include <linux/device.h> #include <linux/platform_device.h>  #include "tcs3472x.h" /*************************************************************** 文件名 : i2c_tcs34725_module.c 作者 : jiaozhu 版本 : V1.0 描述 : 颜色传感器 TCS34725 驱动文件。 其他 : 无 日志 : 初版 V1.0 2023/1/4 ***************************************************************/  #define PRINTK_GRADE KERN_INFO  /*------------------字符设备内容----------------------*/ #define TCS3472x_NAME "I2C_TCS3472x" #define TCS3472x_CNT (1)  struct tcs3472x_dev { 	struct i2c_client *client; 			// i2c 设备 	dev_t devid; 						// 设备号 	struct cdev cdev; 					// cdev 	struct class *class; 				// 类 	struct device *device; 				// 设备 	struct device_node *node;			// 设备节点 	u16 colour_r, colour_g, colour_b, colour_c;		// tcs3472x 设备的RGBC数据 };  /**  * @brief 向 I2C 从设备的寄存器写入数据  *   * @param client I2C 设备  * @param reg 要写入的寄存器首地址  * @param val 要写入的数据缓冲区  * @param len 要写入的数据长度  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_write_regs(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 *buf, u8 len) { 	int ret = 0; 	u8 write_buf[256]; 	struct i2c_msg msg; //要发送的数据结构体  	/* 寄存器首地址 */ 	write_buf[0] = reg; 	/* 将要写入的数据拷贝到数组 write_buf 中 */ 	memcpy(&write_buf[1], buf, len);  	msg.addr = client->addr; 			// I2C 从设备在总线上的地址 	msg.flags = 0;					  	// 标记为发送数据 	msg.buf = write_buf;			  	// 要写入的数据缓冲区 	msg.len = len + 1;					// 要写入的数据长度  	// printk(PRINTK_GRADE "i2c write reg = %x  data = %xn", msg.buf[0], msg.buf[1]); 	/* 执行发送 */ 	ret = i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1); 	if (ret != 1) 	{ 		printk(PRINTK_GRADE "i2c write failed=%d reg=%06x len=%dn", ret, reg, len); 		return -1; 	} 	return 0; }  /**  * @brief 读取 I2C 从设备的寄存器数据  *   * @param client I2C 设备  * @param reg 要读取的寄存器首地址  * @param val 要读取的数据缓冲区  * @param len 要读取的数据长度  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_read_regs(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 *val, u32 len) { 	int ret = 0; 	struct i2c_msg msg[2];  	/* msg[0] 是读取从设备寄存器的首地址 */ 	msg[0].addr = client->addr; 		// I2C 从设备在总线上的地址 	msg[0].flags = 0;					// 标记为发送数据 	msg[0].buf = &reg;					// 需要读取的寄存器首地址 	msg[0].len = 1;						// reg 的长度  	/* msg[1] 是读取的数据 */ 	msg[1].addr = client->addr; 		// I2C 从设备在总线上的地址 	msg[1].flags = I2C_M_RD;			// 标记为读取数据 	msg[1].buf = val;					// 读取数据的保存位置 	msg[1].len = len;				// 要读取的数据长度  	ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2); 	if (ret != 2) 	{ 		printk(PRINTK_GRADE "i2c read failed=%d reg=%06x len=%dn",ret, reg, len); 		return -1; 	} 	return 0; }  /**  * @brief 从 tcs3472x 设备的寄存器中读取 8 位数据  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param reg 寄存器地址  * @param val 读取的值  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_tcs3472x_read8(struct tcs3472x_dev *dev, u8 reg, u8 *val) { 	return i2c_read_regs((struct i2c_client *)dev->client, TCS34725_COMMAND_BIT | reg, val, 1); }  /**  * @brief 从 tcs3472x 设备的寄存器中读取 16 位数据  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param reg 寄存器地址  * @param val 读取的值  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_tcs3472x_read16(struct tcs3472x_dev *dev, u8 reg, u16 *data) { 	int ret = 0; 	u8 val[2]; 	ret = i2c_read_regs((struct i2c_client *)dev->client, TCS34725_COMMAND_BIT | reg, val, 2); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	}  	*data = val[1] << 8 | val[0]; 	return ret; }  /**  * @brief 向 tcs3472x 设备的寄存器中写入 8 位数据  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param reg 寄存器地址  * @param val 写入的值  * @return 返回执行的结果  */ static int i2c_tcs3472x_write8(struct tcs3472x_dev *dev, u8 reg, u8 data) { 	int ret = 0; 	u8 write_buf = data; 	ret = i2c_write_regs((struct i2c_client *)dev->client, TCS34725_COMMAND_BIT | reg, &write_buf, 1); 	return ret; }  /**  * @brief 读取 tcs3472x 设备颜色和光照强度数据，注意每次读取时，  * 需要保证颜色传感器之间有足够的采样时间，集成时间 ≈ (256 - cycles) × 2.4ms  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @return 返回执行的结果  */ static int tcs3472x_colour_data(struct tcs3472x_dev *dev) { 	int ret = 0; 	/* 读取 colour_r */ 	ret = i2c_tcs3472x_read16(dev, TCS34725_RDATAL, &dev->colour_r); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	} 	/* 读取 colour_g */ 	ret = i2c_tcs3472x_read16(dev, TCS34725_GDATAL, &dev->colour_g); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	} 	/* 读取 colour_b */ 	ret = i2c_tcs3472x_read16(dev, TCS34725_BDATAL, &dev->colour_b); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	} 	/* 读取 colour_c */ 	ret = i2c_tcs3472x_read16(dev, TCS34725_CDATAL, &dev->colour_c); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	}  	return ret; }  /**  * @brief 启动 tcs3472x   *   * @param dev tcs3472x 设备  * @return 返回执行的结果  */ static int tcs3472x_device_start(struct tcs3472x_dev *dev) { 	int ret = 0;     u8 read_buf; 	// printk(PRINTK_GRADE "tcs3472x start......n");  	/* 1. 获取TCS34725型号 */ 	ret = i2c_tcs3472x_read8(dev, TCS34725_ID, &read_buf); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	} 	// printk(PRINTK_GRADE "tcs3472x type is: %xn", read_buf);  	/* 2. 通过设备识别号判断是否是 tcs3472x类型设备 */ 	if ( !((read_buf == 0x44) || (read_buf == 0x4D)) )     {         printk(PRINTK_GRADE "The current device is not a tcs3472x devicen");         return -1;     }  	/* 3.设置集成时间，默认设置为 2.4ms */ 	ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_2_4MS); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	}  	/* 4.设置增益倍数，默认设置为 60x*/ 	ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_CONTROL, TCS34725_GAIN_60X); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	}  	/* 5.启用传感器 */ 	ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ENABLE, TCS34725_ENABLE_PON | TCS34725_ENABLE_AEN); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	}  	/* 保证第一次采集时留有充足的时间 */ 	// mdelay(10); 	return ret; }  /**  * @brief 停止 tcs3472x   *   * @param dev tcs3472x 设备  * @return 返回执行的结果  */ static int tcs3472x_device_stop(struct tcs3472x_dev *dev) { 	int ret = 0; 	u8 read_buf; 	/* 读取原有状态 */ 	ret = i2c_tcs3472x_read8(dev, TCS34725_ENABLE, &read_buf); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	} 	/* 停止 tcs3472x */ 	ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ENABLE, read_buf & ~(TCS34725_ENABLE_PON | TCS34725_ENABLE_AEN)); 	if (ret < 0) 	{ 		return -1; 	} 	return ret; }  /**  * @brief 设置 tcs3472x 集成时间  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param integration_time 集成时间  * @return 返回执行的结果  */ static int tcs3472x_integration_time(struct tcs3472x_dev *dev, tcs34725_integration_time_t integration_time) { 	int ret = 0; 	switch (integration_time) 	{ 		case TCS34725_INTEGRATIONTIME_2_4MS: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_2_4MS); 			break;  		case TCS34725_INTEGRATIONTIME_24MS: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_24MS); 			break;  		case TCS34725_INTEGRATIONTIME_50MS: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_50MS); 			break;  		case TCS34725_INTEGRATIONTIME_101MS: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_101MS); 			break;  		case TCS34725_INTEGRATIONTIME_154MS: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_154MS); 			break;  		case TCS34725_INTEGRATIONTIME_700MS: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_700MS); 			break; 		 		default: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_ATIME, TCS34725_INTEGRATIONTIME_2_4MS); 			break; 	} 	return ret; }  /**  * @brief 设置 tcs3472x 增益倍数  *   * @param dev tcs3472x 设备  * @param gain_multiple 增益倍数  * @return 返回执行的结果  */ static int tcs3472x_gain_multiple(struct tcs3472x_dev *dev, tcs34725_gain_multiple_t gain_multiple) { 	int ret = 0; 	switch (gain_multiple) 	{ 		case TCS34725_GAIN_1X: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_CONTROL, TCS34725_GAIN_1X); 			break;  		case TCS34725_GAIN_4X: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_CONTROL, TCS34725_GAIN_4X); 			break;  		case TCS34725_GAIN_16X: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_CONTROL, TCS34725_GAIN_16X); 			break;  		case TCS34725_GAIN_60X: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_CONTROL, TCS34725_GAIN_60X); 			break; 		 		default: 			ret = i2c_tcs3472x_write8(dev, TCS34725_CONTROL, TCS34725_GAIN_60X); 			break; 	} 	return ret; }  /**  * @brief 打开设备  *   * @param inode 传递给驱动的 inode  * @param filp 设备文件，file 结构体有个叫做 private_data 的成员变量  * 一般在 open 的时候将 private_data 指向设备结构体。  * @return 0 成功;其他 失败  */ static int tcs3472x_open(struct inode *inode, struct file *filp) { 	/* 从 file 结构体获取 cdev 指针，再根据 cdev 获取 ap3216c_dev 首地址 */ 	struct cdev *cdev = filp->f_path.dentry->d_inode->i_cdev; 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev = container_of(cdev, struct tcs3472x_dev, cdev);  	printk(PRINTK_GRADE "tcs3472x openrn");      return tcs3472x_device_start(tcs_dev); }  /**  * @brief 从设备读取数据  *   * @param filp 要打开的设备文件(文件描述符)  * @param buf 返回给用户空间的数据缓冲区  * @param cnt 要读取的数据长度  * @param offt 相对于文件首地址的偏移  * @return 0 成功;其他 失败  */ static ssize_t tcs3472x_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { 	u16 data[4]; 	int ret = 0;     /* 从 file 结构体获取 cdev 指针，再根据 cdev 获取 ap3216c_dev 首地址 */ 	struct cdev *cdev = filp->f_path.dentry->d_inode->i_cdev; 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev = container_of(cdev, struct tcs3472x_dev, cdev);      // printk(PRINTK_GRADE "tcs3472x readrn");  	ret = tcs3472x_colour_data(tcs_dev);  	// printk(PRINTK_GRADE "R = %d    G = %d    B = %d    C = %drn", 	// 	tcs_dev->colour_r, tcs_dev->colour_g, tcs_dev->colour_b, tcs_dev->colour_c);  	data[0] = tcs_dev->colour_r; 	data[1] = tcs_dev->colour_g; 	data[2] = tcs_dev->colour_b; 	data[3] = tcs_dev->colour_c; 	/* 将数据传递给用户空间 */ 	ret = copy_to_user(buf, data, sizeof(data));      return ret; }  /**  * @brief 向设备写数据  * @param filp 设备文件，表示打开的文件描述符  * @param buf 要写给设备写入的数据  * @param cnt 要写入的数据长度  * @param offt 相对于文件首地址的偏移  * @return 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败 */ static ssize_t tcs3472x_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) {     int ret = 0; 	u8 write_buf[256];     /* 从 file 结构体获取 cdev 指针，再根据 cdev 获取 ap3216c_dev 首地址 */ 	struct cdev *cdev = filp->f_path.dentry->d_inode->i_cdev; 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev = container_of(cdev, struct tcs3472x_dev, cdev);  	// printk(PRINTK_GRADE "tcs3472x writern"); 	if (cnt != 2) 	{ 		printk(PRINTK_GRADE "data in wrong format!rn"); 	}  	/* 接收用户空间传递的数据 */     ret = copy_from_user(write_buf, buf, cnt);     if(ret != 0){ 		printk(PRINTK_GRADE "kernel recevdata failed!rn");     }  	/* 第一个参数为 1 时，表示设备集成时间 */ 	if (write_buf[0] == 1) 	{ 		ret = tcs3472x_integration_time(tcs_dev, write_buf[1]); 	} 	/* 第一个参数为 2 时，设置增益倍数 */ 	else if (write_buf[0] == 2) 	{ 		ret = tcs3472x_gain_multiple(tcs_dev, write_buf[1]); 	} 	else 	{ 		printk(PRINTK_GRADE "data in wrong format!rn"); 		ret = -1; 	}          return ret; }  /**  * @brief 关闭/释放设备  * @param filp 要关闭的设备文件(文件描述符)  * @return 0 成功;其他 失败 */ static int tcs3472x_release(struct inode *inode, struct file *filp) { 	/* 从 file 结构体获取 cdev 指针，再根据 cdev 获取 ap3216c_dev 首地址 */ 	struct cdev *cdev = filp->f_path.dentry->d_inode->i_cdev; 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev = container_of(cdev, struct tcs3472x_dev, cdev);      //printk("chrdevbase release！rn"); 	printk(PRINTK_GRADE "tcs3472x releasern");  	tcs3472x_device_stop(tcs_dev);     return 0; }  /* 设备操作函数结构体 */ static struct file_operations tcs3472x_ops = {     .owner = THIS_MODULE,      .open = tcs3472x_open,     .read = tcs3472x_read,     .write = tcs3472x_write,     .release = tcs3472x_release, };  /**  * @brief i2c 驱动的 probe 函数，当驱动与设备匹配以后此函数就会执行  * @param client i2c 设备  * @param id i2c 设备 ID  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static int tcs3472x_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id) {     int ret = -1; 						// 保存错误状态码 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev;		// 设备数据结构体    	/*---------------------注册字符设备驱动-----------------*/ 	 	/* 驱动与总线设备匹配成功 */ 	printk(KERN_EMERG "t  %s match successed  rn", client->name);  	/* 申请内存并与 client->dev 进行绑定。*/ 	/* 在 probe 函数中使用时，当设备驱动被卸载，该内存被自动释放，也可使用 devm_kfree() 函数直接释放 */ 	tcs_dev = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(*tcs_dev), GFP_KERNEL); 	if(!tcs_dev) 	{ 		pr_err("Failed to request memory rn"); 		return -ENOMEM; 	}  	/* 1、创建设备号 */ 	/* 采用动态分配的方式，获取设备编号，次设备号为0 */ 	/* 设备名称为 TCS3472x_NAME，可通过命令 cat /proc/devices 查看 */ 	/* TCS3472x_CNT 为1，只申请一个设备编号 */ 	ret = alloc_chrdev_region(&tcs_dev->devid, 0, TCS3472x_CNT, TCS3472x_NAME); 	if (ret < 0) 	{ 		pr_err("%s Couldn't alloc_chrdev_region, ret = %d rn", TCS3472x_NAME, ret); 		return -ENOMEM; 	}  	/* 2、初始化 cdev */ 	/* 关联字符设备结构体 cdev 与文件操作结构体 file_operations */ 	tcs_dev->cdev.owner = THIS_MODULE; 	cdev_init(&tcs_dev->cdev, &tcs3472x_ops);  	/* 3、添加一个 cdev */ 	// 添加设备至cdev_map散列表中 	ret = cdev_add(&tcs_dev->cdev, tcs_dev->devid, TCS3472x_CNT); 	if (ret < 0) 	{ 		pr_err("fail to add cdev rn"); 		goto del_unregister; 	}  	/* 4、创建类 */ 	tcs_dev->class = class_create(THIS_MODULE, TCS3472x_NAME); 	if (IS_ERR(tcs_dev->class))  	{ 		pr_err("Failed to create device class rn"); 		goto del_cdev; 	}  	/* 5、创建设备,设备名是 TCS3472x_NAME */ 	/*创建设备 TCS3472x_NAME 指定设备名，*/ 	tcs_dev->device = device_create(tcs_dev->class, NULL, tcs_dev->devid, NULL, TCS3472x_NAME); 	if (IS_ERR(tcs_dev->device)) { 		goto destroy_class; 	} 	tcs_dev->client = client; 	 	/* 保存 ap3216cdev 结构体 */ 	i2c_set_clientdata(client, tcs_dev);  	return 0;  destroy_class: 	device_destroy(tcs_dev->class, tcs_dev->devid); del_cdev: 	cdev_del(&tcs_dev->cdev); del_unregister: 	unregister_chrdev_region(tcs_dev->devid, TCS3472x_CNT); 	return -EIO; }  /**  * @brief i2c 驱动的 remove 函数，移除 i2c 驱动的时候此函数会执行  * @param client i2c 设备  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static int tcs3472x_remove(struct i2c_client *client) { 	struct tcs3472x_dev *tcs_dev = i2c_get_clientdata(client);  	/*---------------------注销字符设备驱动-----------------*/  	/* 1、删除 cdev */ 	cdev_del(&tcs_dev->cdev); 	/* 2、注销设备号 */ 	unregister_chrdev_region(tcs_dev->devid, TCS3472x_CNT); 	/* 3、注销设备 */ 	device_destroy(tcs_dev->class, tcs_dev->devid); 	/* 4、注销类 */ 	class_destroy(tcs_dev->class); 	return 0; }  /* 传统匹配方式 ID 列表 */ static const struct i2c_device_id gtp_device_id[] = { 	{"colour,tcs34721", 0}, 	{"colour,tcs34725", 0}, 	{"colour,tcs34723", 0}, 	{"colour,tcs34727", 0}, 	{}};  /* 设备树匹配表 */ static const struct of_device_id tcs3472x_of_match_table[] = { 	{.compatible = "colour,tcs34721"}, 	{.compatible = "colour,tcs34725"}, 	{.compatible = "colour,tcs34723"}, 	{.compatible = "colour,tcs34727"}, 	{/* sentinel */}};  /* i2c总线设备结构体 */ struct i2c_driver tcs3472x_driver = { 	.probe = tcs3472x_probe, 	.remove = tcs3472x_remove, 	.id_table = gtp_device_id, 	.driver = { 		.name = "colour,tcs3472x", 		.owner = THIS_MODULE, 		.of_match_table = tcs3472x_of_match_table, 	}, };  /**  * @brief 驱动入口函数  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static int __init tcs3472x_driver_init(void) { 	int ret; 	pr_info("tcs3472x_driver_initn"); 	ret = i2c_add_driver(&tcs3472x_driver); 	return ret; }  /**  * @brief 驱动出口函数  * @return 0，成功;其他负值,失败 */ static void __exit tcs3472x_driver_exit(void) { 	pr_info("tcs3472x_driver_exitn"); 	i2c_del_driver(&tcs3472x_driver); }   /* 将上面两个函数指定为驱动的入口和出口函数 */ module_init(tcs3472x_driver_init); module_exit(tcs3472x_driver_exit);  /* LICENSE 和作者信息 */ MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("JIAOZHU"); MODULE_INFO(intree, "Y");

Makefile

# 模块需要的.o文件 obj-m := i2c_tcs34725_module.o  # linux内核源码和当前路径 KERNELDIR := /home/work/arm_linux/kernel CURRENT_PATH := $(shell pwd)  # EXTRA_CFLAGS := -I $(CURRENT_PATH)  # 配置编译器 export ARCH=arm export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- CC  = $(CROSS_COMPILE)gcc  # 模块编译目标 all:  	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules clean: 	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

五、测试程序

drive_read_app.c

#include "sys/stat.h" #include <stdio.h>  #include <linux/types.h>  #include <stdlib.h>  #include <fcntl.h>  #include <unistd.h>  #include <sys/types.h>  #include <sys/ioctl.h>  #include <errno.h>  #include <assert.h>  #include <string.h>  #include <linux/i2c.h>  #include <linux/i2c-dev.h>  #include "tcs3472x.h" /*************************************************************** 文件名 : drive_read_app.c 作者 : jiaozhu 版本 : V1.0 描述 : 驱动读取测试 其他 : 使用方法：./drive_read_app [/dev/xxx] argv[1] 需要读取的驱动 日志 : 初版 V1.0 2023/1/4 ***************************************************************/  /** * @brief main 主程序 * @param argc argv 数组元素个数 * @param argv 具体参数 * @return 0 成功;其他 失败 */ int main(int argc, char *argv[]) {     int fd;     char *filename;     unsigned short data_buf[4];     unsigned char write_buf[2];     int ret = 0;      if(argc != 2){         printf("Error Usage!rn");         return -1;     }      filename = argv[1];      /* 打开驱动文件 */     fd = open(filename, O_RDWR);     if(!fd){         printf("Can't open file %srn", filename);         return -1;     }      /* 设置集成时间 */     write_buf[0] = 1;     write_buf[1] = TCS34725_INTEGRATIONTIME_700MS;     ret = write(fd, write_buf, 2);     if(ret < 0){         printf("Failed to set integration time!rn");     }      /* 设置增益倍数 */     write_buf[0] = 2;     write_buf[1] = TCS34725_GAIN_60X;     ret = write(fd, write_buf, 2);     if(ret < 0){         printf("Failed to set gain multiple!rn");     }      /* 延时 1s，保证第一次采集时留有充足的时间 */     sleep(1);      /* 从驱动文件读取数据 */     while (1)     {         ret = read(fd, data_buf, sizeof(data_buf));         if (ret == 0)                {             printf("R = %d, G = %d, B = %d, C = %d rn",                  data_buf[0], data_buf[1], data_buf[2], data_buf[3]);         }         else         {             printf("read file %s failed!rn", filename);         }         /* 延时 2s */         usleep(2000000);     }      close(fd);      return 0; }