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正点原子提供的I2C有测试ap3216c，SH3001等传感器，根据手册操作可以实现效果。
这里记录使用I2C3驱动MPU6050.
记录原因是前面有模拟I2C，但硬件如何使用，有点不是很清楚，所以使用MPU6050测试，验证自己所想。
一、I2C介绍
i2c支持一主多从，各设备地址独立，标准模式传输速率为100kbit/s，快速模式为400kbit/s。总线通过上拉电阻接到电源。 当 I2C 设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。
I2C物理总线使用两条总线线路，SCL和SDA。
-
SCL： 时钟线，数据收发同步
-
SDA： 数据线，传输具体数据
二、MPU6050数据读写
1、写操作
对MPU6050进行写操作时，主设备发出开始标志(S)和写地址(地址位加一个R/W位，0为写)。 MPU6050产生应答信号。然后主设备开始传送寄存器地址(RA)，接到应答后，开始传送寄存器数据， 然后仍然要有应答信号，连续写入多字节时依次类推。
2、读操作
对MPU6050进行读操作时，主设备发出开始标志(S)和读地址(地址位加一个R/W位，1为读)。 等待MPU6050产生应答信号。然后发送寄存器地址，告诉MPU6050读哪一个寄存器。 紧接着，收到应答信号后，主设备再发一个开始信号，然后发送从设备读地址。 MPU6050产生应答信号并开始发送寄存器数据。通信以主设备产生的拒绝应答信号(NACK)和结束标志(P)结束。
三、驱动实验编程思路
1、分析硬件原理图
2、修改设备树
3、编写 mpu6050 驱动程序
4、编写简单测试应用程序
和以前的基本类似。
四、硬件介绍
RK3568有 6 个片上 I2C 控制器，各个 I2C 的使用情况如下表：
根据ATK-DLRK3568原理图：
使用I2C3即GPIO1_A0和GPIO1_A1两个引脚
接线如下：
| MPU6050 引脚 | 引脚 |
| VCC | 3.3V 电源 |
| GDN | GND |
| SCL | I2C3_SCL_M0 GPIO1_A1 |
| SDA | I2C3_SDA_M0 GPIO1_A0 |
MPU 芯片手册我们可以知道，MPU6050 的 slave 地址为 b110100X，七位字长，最低有效位 X 由 AD0 管脚上的逻辑电平决定。AD0 接地，则地址为 b1101000，也就是0x68，另外，中断引脚“int”没有使用。这里AD0悬空，所以默认地址也是0x68.
五、设备树
1、设备树节点
修改/home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/目录下的rk3568-atk-evb1-ddr4-v10.dtsi文件，找到I2C3，添加下面代码：
pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&i2c3m0_xfer>; //使用GPIO0_A1和GPIO0_A0复用为I2C3引脚mpu6050@68 {compatible = "yifeng,i2c_mpu6050";reg = <0x68>;status = "okay";};
打开i2c3节点，i2c3m0 作为 i2c3 的引脚，设置 MPU6050 子节点属性为”yifeng,i2c_mpu6050”，和驱动保持一致即可。这里的0x68是MPU6050的器件地址
2、创建设备的 pinctrl 节点
前面GPIO需要修改/home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/目录下的rk3568-pinctrl.dtsi文件，但文件已经写好了，所以不用修改
设备树修改完成以后使用“/build.sh kernel”重新编译一下，然后重新烧写boot.img 启动Linux内核。
在/sys/bus/i2c/devices 目录下存放着所有 I2C 设备，可以查到注册的节点。
六、驱动编写
由于 rockchip 官方已经写好了 i2c 的总线驱动，mpu6050 这个设备驱动就变得很简单。
1、i2c_mpu6050.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 <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 "i2c_mpu6050.h"/*------------------字符设备内容----------------------*/
#define DEV_NAME "I2C3_mpu6050"
#define DEV_CNT (1)/*定义 led 资源结构体，保存获取得到的节点信息以及转换后的虚拟寄存器地址*/
static dev_t mpu6050_devno; //定义字符设备的设备号
static struct cdev mpu6050_chr_dev; //定义字符设备结构体chr_dev
struct class *class_mpu6050; //保存创建的类
struct device *device_mpu6050; // 保存创建的设备
struct device_node *mpu6050_device_node; //rgb_led的设备树节点结构体/*------------------IIC设备内容----------------------*/
struct i2c_client *mpu6050_client = NULL; //保存mpu6050设备对应的i2c_client结构体，匹配成功后由.prob函数带回。/*通过i2c 向mpu6050写入数据
*mpu6050_client：mpu6050的i2c_client结构体。
*address, 数据要写入的地址，
*data, 要写入的数据
*返回值，错误，-1。成功，0
*/
static int i2c_write_mpu6050(struct i2c_client *mpu6050_client, u8 address, u8 data)
{int error = 0;u8 write_data[2];struct i2c_msg send_msg; //要发送的数据结构体/*设置要发送的数据*/write_data[0] = address;write_data[1] = data;/*发送 iic要写入的地址 reg*/send_msg.addr = mpu6050_client->addr; //mpu6050在 iic 总线上的地址send_msg.flags = 0; //标记为发送数据send_msg.buf = write_data; //写入的首地址send_msg.len = 2; //reg长度/*执行发送*/error = i2c_transfer(mpu6050_client->adapter, &send_msg, 1);if (error != 1){printk(KERN_DEBUG "\n i2c_transfer error \n");return -1;}return 0;
}/*通过i2c 向mpu6050写入数据
*mpu6050_client：mpu6050的i2c_client结构体。
*address, 要读取的地址，
*data，保存读取得到的数据
*length，读长度
*返回值，错误，-1。成功，0
*/
static int i2c_read_mpu6050(struct i2c_client *mpu6050_client, u8 address, void *data, u32 length)
{int error = 0;u8 address_data = address;struct i2c_msg mpu6050_msg[2];/*设置读取位置msg*/mpu6050_msg[0].addr = mpu6050_client->addr; //mpu6050在 iic 总线上的地址mpu6050_msg[0].flags = 0; //标记为发送数据mpu6050_msg[0].buf = &address_data; //写入的首地址mpu6050_msg[0].len = 1; //写入长度/*设置读取位置msg*/mpu6050_msg[1].addr = mpu6050_client->addr; //mpu6050在 iic 总线上的地址mpu6050_msg[1].flags = I2C_M_RD; //标记为读取数据mpu6050_msg[1].buf = data; //读取得到的数据保存位置mpu6050_msg[1].len = length; //读取长度error = i2c_transfer(mpu6050_client->adapter, mpu6050_msg, 2);if (error != 2){printk(KERN_DEBUG "\n i2c_read_mpu6050 error \n");return -1;}return 0;
}/*初始化i2c
*返回值，成功，返回0。失败，返回 -1
*/
static int mpu6050_init(void)
{int error = 0;/*配置mpu6050*/error += i2c_write_mpu6050(mpu6050_client, PWR_MGMT_1, 0X00);error += i2c_write_mpu6050(mpu6050_client, SMPLRT_DIV, 0X07);error += i2c_write_mpu6050(mpu6050_client, CONFIG, 0X06);error += i2c_write_mpu6050(mpu6050_client, ACCEL_CONFIG, 0X01);if (error < 0){/*初始化错误*/printk(KERN_DEBUG "\n mpu6050_init error \n");return -1;}return 0;
}/*字符设备操作函数集，open函数实现*/
static int mpu6050_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{// printk("\n mpu6050_open \n");/*向 mpu6050 发送配置数据，让mpu6050处于正常工作状态*/mpu6050_init();return 0;
}/*字符设备操作函数集，.read函数实现*/
static ssize_t mpu6050_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *off)
{char data_H;char data_L;int error;short mpu6050_result[6]; //保存mpu6050转换得到的原始数据// printk("\n mpu6050_read \n");i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, ACCEL_XOUT_H, &data_H, 1);i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, ACCEL_XOUT_L, &data_L, 1);mpu6050_result[0] = data_H << 8;mpu6050_result[0] += data_L;i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, ACCEL_YOUT_H, &data_H, 1);i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, ACCEL_YOUT_L, &data_L, 1);mpu6050_result[1] = data_H << 8;mpu6050_result[1] += data_L;i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, ACCEL_ZOUT_H, &data_H, 1);i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, ACCEL_ZOUT_L, &data_L, 1);mpu6050_result[2] = data_H << 8;mpu6050_result[2] += data_L;i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, GYRO_XOUT_H, &data_H, 1);i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, GYRO_XOUT_L, &data_L, 1);mpu6050_result[3] = data_H << 8;mpu6050_result[3] += data_L;i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, GYRO_YOUT_H, &data_H, 1);i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, GYRO_YOUT_L, &data_L, 1);mpu6050_result[4] = data_H << 8;mpu6050_result[4] += data_L;i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, GYRO_ZOUT_H, &data_H, 1);i2c_read_mpu6050(mpu6050_client, GYRO_ZOUT_L, &data_L, 1);mpu6050_result[5] = data_H << 8;mpu6050_result[5] += data_L;// printk("AX=%d, AY=%d, AZ=%d \n",(int)mpu6050_result[0],(int)mpu6050_result[1],(int)mpu6050_result[2]);// printk("GX=%d, GY=%d, GZ=%d \n \n",(int)mpu6050_result[3],(int)mpu6050_result[4],(int)mpu6050_result[5]);/*将读取得到的数据拷贝到用户空间*/error = copy_to_user(buf, mpu6050_result, cnt);if(error != 0){printk("copy_to_user error!");return -1;}return 0;
}/*字符设备操作函数集，.release函数实现*/
static int mpu6050_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{// printk("\n mpu6050_release \n");/*向mpu6050发送命令，使mpu6050进入关机状态*/return 0;
}/*字符设备操作函数集*/
static struct file_operations mpu6050_chr_dev_fops ={.owner = THIS_MODULE,.open = mpu6050_open,.read = mpu6050_read,.release = mpu6050_release,
};/*----------------平台驱动函数集-----------------*/
static int mpu6050_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{int ret = -1; //保存错误状态码printk(KERN_EMERG "\t match successed \n");/*---------------------注册 字符设备部分-----------------*///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rgb-leds，可通过命令cat /proc/devices查看//DEV_CNT为1，当前只申请一个设备编号ret = alloc_chrdev_region(&mpu6050_devno, 0, DEV_CNT, DEV_NAME);if (ret < 0){printk("fail to alloc mpu6050_devno\n");goto alloc_err;}//关联字符设备结构体cdev与文件操作结构体file_operationsmpu6050_chr_dev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&mpu6050_chr_dev, &mpu6050_chr_dev_fops);// 添加设备至cdev_map散列表中ret = cdev_add(&mpu6050_chr_dev, mpu6050_devno, DEV_CNT);if (ret < 0){printk("fail to add cdev\n");goto add_err;}/*创建类 */class_mpu6050 = class_create(THIS_MODULE, DEV_NAME);/*创建设备 DEV_NAME 指定设备名，*/device_mpu6050 = device_create(class_mpu6050, NULL, mpu6050_devno, NULL, DEV_NAME);mpu6050_client = client;return 0;add_err:// 添加设备失败时，需要注销设备号unregister_chrdev_region(mpu6050_devno, DEV_CNT);printk("\n error! \n");
alloc_err:return -1;
}static int mpu6050_remove(struct i2c_client *client)
{/*删除设备*/device_destroy(class_mpu6050, mpu6050_devno); //清除设备class_destroy(class_mpu6050); //清除类cdev_del(&mpu6050_chr_dev); //清除设备号unregister_chrdev_region(mpu6050_devno, DEV_CNT); //取消注册字符设备return 0;
}/*定义ID 匹配表*/
static const struct i2c_device_id gtp_device_id[] = {{"yifeng,i2c_mpu6050", 0},{}};/*定义设备树匹配表*/
static const struct of_device_id mpu6050_of_match_table[] = {{.compatible = "yifeng,i2c_mpu6050"},{/* sentinel */}};/*定义i2c总线设备结构体*/
struct i2c_driver mpu6050_driver = {.probe = mpu6050_probe,.remove = mpu6050_remove,.id_table = gtp_device_id,.driver = {.name = "yifeng,i2c_mpu6050",.owner = THIS_MODULE,.of_match_table = mpu6050_of_match_table,},
};/*
*驱动初始化函数
*/
static int __init mpu6050_driver_init(void)
{int ret;pr_info("mpu6050_driver_init\n");ret = i2c_add_driver(&mpu6050_driver);return ret;
}/*
*驱动注销函数
*/
static void __exit mpu6050_driver_exit(void)
{pr_info("mpu6050_driver_exit\n");i2c_del_driver(&mpu6050_driver);
}module_init(mpu6050_driver_init);
module_exit(mpu6050_driver_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
2、i2c_mpu6050.h
#ifndef I2C_MPU6050_H
#define I2C_MPU6050_H//宏定义
#define SMPLRT_DIV 0x19
#define CONFIG 0x1A
#define GYRO_CONFIG 0x1B
#define ACCEL_CONFIG 0x1C
#define ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define TEMP_OUT_H 0x41
#define TEMP_OUT_L 0x42
#define GYRO_XOUT_H 0x43
#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
#define PWR_MGMT_1 0x6B
#define WHO_AM_I 0x75
#define SlaveAddress 0xD0
#define Address 0x68 //MPU6050地址
#define I2C_RETRIES 0x0701
#define I2C_TIMEOUT 0x0702
#define I2C_SLAVE 0x0703 //IIC从器件的地址设置
#define I2C_BUS_MODE 0x0780#endif3、makefile
KERNELDIR := /home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel
ARCH=arm64
CROSS_COMPILE=/opt/atk-dlrk356x-toolchain/usr/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-export ARCH CROSS_COMPILECURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := i2c_mpu6050.obuild: kernel_moduleskernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
七、应用程序编写
1、mpu6050App.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[])
{short resive_data[6]; //保存收到的 mpu6050转换结果数据，依次为 AX(x轴角度), AY, AZ 。GX(x轴加速度), GY ,GZint error = 0;/*打开文件*/int fd = open("/dev/I2C3_mpu6050", O_RDWR);if(fd < 0){printf("open file : %s failed !\n", argv[0]);return -1;}while(1){/*读取数据*/error = read(fd,resive_data,12);if(error < 0){printf("write file error! \n");close(fd);/*判断是否关闭成功*/}/*打印数据*/printf("AX=%d, AY=%d, AZ=%d ",(int)resive_data[0],(int)resive_data[1],(int)resive_data[2]);printf(" GX=%d, GY=%d, GZ=%d \n \n",(int)resive_data[3],(int)resive_data[4],(int)resive_data[5]);sleep(3);}/*关闭文件*/error = close(fd);if(error < 0){printf("close file error! \n");}return 0;
}功能比较检测，每3秒读取一次原始数据。
编译
/opt/atk-dlrk356x-toolchain/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-gcc mpu6050App.c -o mpu6050App2、测试
把i2c_mpu6050.ko文件和mpu6050App文件拷贝到开发板上测试。
加载驱动
insmod i2c_mpu6050.ko测试
./mpu6050App 
这里打印的是原始数据，所以波动较大是正常的。
八、总结
I2C 适配器驱动 SOC 厂商已经替我们编写好了，我们需要做的就是编写具体的设备驱动，
先修改设备树，配置节点和引脚，然后编写驱动就可以了。
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