linux i2c驱动实例之ISL29035

目录

概述

1 认识ISL29035

1.1 ISL29035特征

1.2  ISL29035工作电路

1.3 ISL29035工作时序分析

1.4 ISL29035相关的寄存器

1.4.1 COMMAND-1( 0x00 )

1.4.2 COMMAND-11（0x01）

1.4.3 DATA寄存器（0x02和0x03）

1.4.4 中断报警寄存器（0x04和0x05）

1.4. 5 中断报警寄存器（0x06和0x07）

1.4. 6 ID寄存器（0x0f）

1.5 采样值到实际Lux值转换

2 编写ISL29035驱动程序

3 编写ISL29035应用程序

4 运行应用程序App

4.1 编译测试程序

4.2 运行测试程序

5 逻辑分析仪查看波形

概述

        本文介绍ISL29035的使用方法，详细介绍了其各个寄存器的用法和配置参数，并用具体的案例介绍如何将采样数据转化为实际lux。应用linux平台架构实现其驱动程序，并编写应用App，验证驱动程序的性能。

1 认识ISL29035

1.1 ISL29035特征

ISL29035 - Integrated Digital Light Sensor with Interrupt | Renesas

      ISL29035是一款数字型光感传感器，采用通用I2C接口，可实时采集环境的光照强度。其主要特点如下：  

关注几个核心参数：

1） 其采用16-bit ADC采样数据，所以，该传感器有这个极高的分辨率

2）数据采样区间： 1： 420 0000

3）采用标准的I2C协议，便于使用MCU驱动该芯片

1.2  ISL29035工作电路

下图是官方给的标准工作电路，采用标准的i2c通信电路，还额外增加一个INT中断IO，用于对外提供一个报警信号，其在低电平时有效。 

sensor IO接口定义如下：

1.3 ISL29035工作时序分析

1） 写数据时序

2） 读数据时序

3） 连续读多个数据时序

1.4 ISL29035相关的寄存器

其主要寄存器如下表：

1.4.1 COMMAND-1( 0x00 )

其中：B7,B6,B5用于配置 采样方式，例如：配置为101则为连续采样模式 

1.4.2 COMMAND-11（0x01）

在该寄存器中，B0和B1用于配置lux的范围

B3和B2用于配置ADC的采样精度：

1.4.3 DATA寄存器（0x02和0x03）

data寄存器的地址分别为0x02(数据低 8个 bit)和0x03（数据高8个bit）

1.4.4 中断报警寄存器（0x04和0x05）

该寄存器的值用于设置报警数据的下限值

1.4. 5 中断报警寄存器（0x06和0x07）

该寄存器的值用于设置报警数据的上限值

1.4. 6 ID寄存器（0x0f）

该寄存器用于存在sensor的ID值

1.5 采样值到实际Lux值转换

根据datasheet的资料可得：

Range 可取的值（Lux）： 1000， 4000, 16000, 64000

Count( Max) 可取的值：    16，      256，  4096，  65536

举个例子：

配置 address = 0x01寄存器， B3B2 = 10, adc 采样为8bit, Count（max） = 256

                                                 B1B0 = 01, Lux的range = 4000

当前从DATA寄存器读取的值为： 120, 其对应的lux值为 val  =  (4000/256)* 120 

2 编写ISL29035驱动程序

驱动程序 .c 文件

/***************************************************************
Copyright  2024-2029. All rights reserved.
文件名     : drv_isl29035.c
作者       : tangmingfei2013@126.com
版本       : V1.0
描述       : isl29035驱动程序
其他       : 无
日志       : 初版V1.0 2024/02/01***************************************************************/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <linux/fs.h>
#include <errno.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <time.h>/* isl29035 i2c address */
#define ISL29035_ADDR                          (0x44U)/* isl29035 register */
#define ISL29035_COMMAND_1_ADDR                (0x00U)
#define ISL29035_COMMAND_2_ADDR                (0x01U)
#define ISL29035_DATA_L_ADDR                   (0x02U)
#define ISL29035_DATA_H_ADDR                   (0x03U)
#define ISL29035_INT_LT_LSB_ADDR               (0x04U)
#define ISL29035_INT_LT_MSB_ADDR               (0x05U)
#define ISL29035_INT_HT_LSB_ADDR               (0x06U)
#define ISL29035_INT_HT_MSB_ADDR               (0x07U)
#define ISL29035_ID_ADDR                       (0x0FU)/* 10100000: enable ALS consinuously  */
#define ISL29035_COMMAND_1_INIT                (0xA0U)/* 00000110: Lux full scale range is 4000 and ADC  */
#define ISL29035_COMMAND_2_INIT                (0x06U)/* ISL29035 ADC resolution */
#define ISL29035_RES_16BIT                     (65536U)
#define ISL29035_RES_12BIT                     (4096U)
#define ISL29035_RES_8BIT                      (256U)
#define ISL29035_RES_4BIT                      (16U)/* ISL29035 full scale lux range */
#define ISL29035_LUX_SCALE_1K                  (1000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_4K                  (4000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_16K                 (16000U)
#define ISL29035_LUX_SCALE_64K                 (64000U)#define DEV_FILE                                "/dev/i2c-1"static int fd = -1;static unsigned int convert_lux(unsigned int data)
{return (unsigned int)((double)ISL29035_LUX_SCALE_4K / (double)ISL29035_RES_8BIT * data);
}static int isl29035_drv_init(void)
{fd = open(DEV_FILE, O_RDWR);if( fd < 0 ){close( fd );printf("%s %s i2c device open failure: %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, strerror(errno));return -1;}ioctl(fd, I2C_TENBIT, 0);ioctl(fd, I2C_SLAVE, ISL29035_ADDR);return fd;
}int isl29035_init(void)
{int ret;unsigned char   buff[2];isl29035_drv_init();buff[0] = ISL29035_COMMAND_1_ADDR;buff[1] = ISL29035_COMMAND_1_INIT;ret = write(fd, buff, 2);if( ret < 0 ){printf("write temper cmd to isl29035 register failure.\n");return -1;}buff[0] = ISL29035_COMMAND_2_ADDR;buff[1] = ISL29035_COMMAND_2_INIT;ret = write(fd, buff, 2);if( ret < 0 ){printf("write temper cmd to isl29035 register failure.\n");return -1;}return 0;
}int isl29035_read_lux(unsigned int *lux )
{int ret;unsigned char   buff[1];unsigned int tempval;buff[0] = ISL29035_DATA_L_ADDR;ret = write(fd, buff, 1);if( ret < 0 ){printf("write  cmd to isl29035 register failure.\n");return -1;}ret = read(fd, buff, 1);if( ret < 0 ){printf("get the lux value failure.\n");return -1;}tempval = buff[0];buff[0] = ISL29035_DATA_H_ADDR;ret = write(fd, buff, 1);if( ret < 0 ){printf("write  cmd to isl29035 register failure.\n");return -1;}ret = read(fd, buff, 1);if( ret < 0 ){printf("get the lux value failure.\n");return -1;}tempval |= buff[0]<<8;printf("tempval = %d \r\n", tempval);*lux = convert_lux( tempval );return 0;
}

驱动文件 .h 

#ifndef __DRV_ISL29035_H
#define __DRV_ISL29035_H#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endifint isl29035_init(void);
int isl29035_read_lux(unsigned int *lux );#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif /* __DRV_ISL29035_H */

3 编写ISL29035应用程序

该程序主要实现，从sensor中读取lcount值，并将其转换成环境实际的lux值，其代码如下：

/***************************************************************
Copyright  2024-2029. All rights reserved.
文件名     : test_isl19035.c
作者       : tangmingfei2013@126.com
版本       : V1.0
描述       : 验证dev_isl19035.c 
其他       : 无
日志       : 初版V1.0 2024/02/01***************************************************************/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <linux/fs.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <errno.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include "drv_isl29035.h"int main(void)
{unsigned int temper;int count_run = 10000;int set;set = isl29035_init();if( set < 0){printf("initial isl19035 failure.\n");return -1;}while( count_run > 0){set = isl29035_read_lux( &temper );if(set != -1){printf( "\r\n lux:  %d ", temper);}else{printf("read isl19035 failure.\n");}count_run--;sleep(1);}return 0;
}

4 运行应用程序App

4.1 编译测试程序

编写测试程序的Makefile 

CFLAGS= -Wall -O2
CC=/home/ctools/gcc-linaro-4.9.4-arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc
STRIP=/home/ctools/gcc-linaro-4.9.4-arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-striptest_isl29035: test_isl29035.o drv_isl29035.o$(CC) $(CFLAGS) -o test_isl29035 test_isl29035.o drv_isl29035.o$(STRIP) -s test_isl29035clean:rm -f test_isl29035 test_isl29035.o drv_isl29035.o

使用Make命令，编译该程序。然后将生成的bin文件copy到NFS挂载的目录下，方便在板卡运行该App。

4.2 运行测试程序

进入到NFS挂载目录下，可以看到生成的App文件：

运行测试程序，可以得到实际环境中的lux值，使用障碍物遮挡sensor，可以看到光照强度的变化

5 逻辑分析仪查看波形

使用逻辑分析查看一个完整的读取实时lux值波形图：

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