详解AP3216C（三合一sensor： 光照、距离、照射强度）驱动开发 |
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详解AP3216C（三合一sensor： 光照、距离、照射强度）驱动开发
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目录 概述 1 认识AP3216C 1.1 AP3216C特性 1.2 AP3216C内部结构 1.3 AP3216C 硬件电路 1.4 AP3216C工作时序 1.4.1 I2C 写数据协议 1.4.2 I2C 读数据协议 1.5 重要的寄存器 1.5.1 系统配置寄存器 1.5.2 和中断相关寄存器 1.5.3 IR数据寄存器 1.5.4 ALS 数据寄存器 1.5.5 PS 数据寄存器 2 驱动开发 2.1 查看i2c总线下的设备 2.2 编写驱动代码 3 编写测试代码 3.1 测试代码实现 3.2 Makefile 4 测试 4.1 编译代码 4.2 运行测试程序 概述本文详细介绍AP3216C的特性，内部结构，操作时序和寄存器的参数意义，并使用linux platform tree 下i2c 驱动接口，实现了AP3216C的驱动程序。并且编写了一个测试范例，验证该驱动程序的性能。 其可以正确的读出sensor内部的数据。 源代码下载地址： AP3216Clinux环境下的驱动程序资源-CSDN文库 1 认识AP3216C 1.1 AP3216C特性AP3216C是敦南科技出品的一款集成sensor, 其中包括 ：ALS（数字型环境光线感应 sensor），PS（测距sensor）IR（照射sensor）。这款sensor主要用在手机、平板电脑、电视、显示器、数码相机等产品上。 1）驱动方式： 采用标准的I2C接口，且工作在快速模式（400K Hz） 2）输出模块可选： ALS, PS+IR, ALS+PS+IR, PD,ALS once, SW Reset, PS+IR once and ALS+PS+IR once. 3） 高分辨率： 数字型环境光线感应 sensor ，采用 16-bit 有效数据输出，数据采集范围（ 0~65535 ） 测距sensor，采用 10-bit 有效数据输出， 数据采集范围（ 0~1023 ） 1.2 AP3216C内部结构由下结构图可以看见： ALS和PS分别和ADC模块连接，以采集外部数据 。IR本分隔在一个单独的模块。
AP3216C采用标准的i2c驱动模式，其和MCU之间通过3个线连接，SDA和SCL是I2C的驱动线，还提供一个中断引脚INT
AP3216C采用标准的i2c驱动接口，其slave 设备地址为：0x1e 1.4.1 I2C 写数据协议1） 写方式一： 写寄存器地址 S: start 信号 Slave address : 7 bit W: 写数据bit A: ACK信号 Register Address: 寄存器地址 P: Stop信号
详细时序图：
2） 写方式二： 写寄存器地址 和数据 S: start 信号 Slave address : 7 bit W: 使能写数据bit A: ACK信号 Register Address: 寄存器地址 register Command: 写寄存器数据 P: Stop信号
详细时序图：
1） 读方式一： 读寄存器地址 S: start 信号 Slave address : 7 bit R: 使能读数据bit A: ACK信号 Register command: 寄存器数据 N: NACK信号 P: Stop信号
详细时序图：
2） 读方式二： 读寄存器地址的数据 S: start 信号 Slave address : 7 bit R: 使能读数据bit W: 使能写数据bit A: ACK信号 Register command: 寄存器数据 N: NACK信号 P: Stop信号
详细时序图：
AP3216C内部有许多寄存器，其地址空间（0x00 ~ 0x2d ），由于篇幅所限，这里不对每个寄存器做一一介绍。如需了解，可参看文档：AP3216C Rev0.86. pdf。 本文主要介绍系统寄存器部分，地址空间（0x00 ~ 0x0f。各个寄存器的功能，看下表：
该寄存器地址位0x00, 低位3个bit(bit-0 bit-1,bit-2)用于配置系统工作模式
具体模式如下表：
中断状态寄存器： address = 0x01
BIT-0: ALS-INT 用来表示中断是否发生， B0=1 表示ALS中断被触发， B0 =0 示ALS中断未被被触发 BIT-1: PS-INT 用来表示中断是否发生， B0=1 表示PS中断被触发， B0 =0 示PS中断未被被触发 中断清除寄存器: address = 0x02
当配置CLR_MNR = 0时， 在读取寄存器（0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F)的值后，芯片会自动清除中断； 当配置CLR_MNR = 1时，需要软件强制把寄存器0x01的对应位置位为1，清除中断； 1.5.3 IR数据寄存器对应地址： 0x0a 和0x0b 0x0a地址中，bit0和bit1 为数据位，表示低字节位， IR_OF为数据溢出标记，当IR_OF=1, 表明IR值过高，其会影响PS的数据的有效性 0x0b地址中，为IR 数据高字节位
对应地址： 0x0c 和0x0d
对应地址： 0x0E 和0x0F IR_OF = 1，表示读取的数据有效。IR_OF = 0，表示读取的数据无效。
i2c总线上可以挂载多个device，其要求在同一条总线上，每个设备的地址必须唯一性。如果两个设备的地址一样，会出现时序混乱。 下面通过命令来探测一下i2c总线下的设备情况。 查看i2c-0下设备情况 使用命令 i2cdetect -a 0执行该命令后，列出设备地址信息： 该总线下有两个设备，其地址分别为：0x1a和0x1e
创建drv_ap3216c.c，编写如下代码 /*************************************************************** Copyright 2024-2029. All rights reserved. 文件名 : drv_ap3216c.c 作者 : [email protected] 版本 : V1.0 描述 : ap3216c 驱动程序 其他 : 无 日志 : 初版V1.0 2024/02/01 ***************************************************************/ #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include "drv_ap3216.h" #define DEV_FILE "/dev/i2c-0" static int fd = -1; static void msleep(unsigned int time) { struct timespec sleeper, temp; sleeper.tv_sec = (time_t)(time/1000); sleeper.tv_nsec = (long)(time%1000)*1000000; nanosleep(&sleeper, &temp); } static int ap3216c_write_reg( unsigned char reg, unsigned char cmd) { int ret = -1; unsigned char buf[2] = {0}; buf[0] = reg; buf[1] = cmd; ret = write(fd, buf, 2); if( ret < 0 ) { printf("write cmd to ap3216c register failure.\n"); return -1; } return 0; } static int ap3216c_read_reg( unsigned char reg, unsigned char *val) { int ret = -1; unsigned char buf[1] = {0}; buf[0] = reg; //send register address ret = write( fd, buf, 1); if( ret < 0 ) { printf("write cmd to ap3216c register failure.\n"); return -1; } ret = read(fd, buf, 1); //read data from the register if( ret < 0 ) { printf("get the humidy failure.\n"); return -1; } *val = buf[0]; return 0; } void ap3216c_read_datas(ap3216c_data *pdata) { unsigned char i =0; unsigned char buf[6], val = 0; /* read all sensor‘ data */ for( i = 0; i < 6; i++) { ap3216c_read_reg( AP3216C_IRDATALOW + i, &val); buf[i] = val; } /* IR */ if(buf[0] & 0X80){ /* IR_OF位为1,则数据无效 */ pdata->ir = 0; } else { pdata->ir = ((unsigned short)buf[1] als = ((unsigned short)buf[3] ps = 0; } else{ pdata->ps = ((unsigned short)(buf[5] & 0X3F) 0){ ap3216c_read_datas( &stru_data ); printf("ir = %d, als = %d, ps = %d \r\n", stru_data.ir, stru_data.als, stru_data.ps); count_run--; sleep(1); } ap3216c_release(); return 0; } 3.2 Makefile在测试程序的目录下，创建一个makefile文件，编写如下代码 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-strip test_ap3216: test_ap3216.o drv_ap3216.o $(CC) $(CFLAGS) -o test_ap3216 test_ap3216.o drv_ap3216.o $(STRIP) -s test_ap3216 clean: rm -f test_ap3216 test_ap3216.o drv_ap3216.o 4 测试 4.1 编译代码使用Make命令编译代码，然后将生成的可执行文件copy到NFS的共享目录下，方便在板卡中运行程序。
运行测试程序，可以看见在终端上打印出来sensor的数据 |
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