基于AP3216C芯片的三合一整合型光感测器设计
1、前言
开发板上有ap3216三合一整合型光感测器，看了看出厂sdk包中并未添加相关驱动。本次我们就一起来学习一下。
2、ap3216简介
ap3216c 芯片集成了光强传感器（ als: ambient light sensor），接近传感器（ ps: proximity sensor），还有一个红外 led（ ir led）。
这个芯片设计的用途是给手机之类的使用，比如：返回当前环境光强以便调整屏幕亮度；用户接听电话时，将手机放置在耳边后，自动关闭屏幕避免用户误触碰 。
该芯片通过 i2c 接口与主控制器相连， 如：
3、iic驱动简介
linux下iic有两种驱动方式：一种是按照字符设备驱动方式来驱动iic；另一种是走linux下iic的框架。按照字符设备驱动的方式可以查阅这一篇文章：linux iic 字符设备 驱动例子。
这里我们浅浅地（真的很浅~~）了解学习一下第二种方式，因为找到的ap3216的驱动就是基于iic驱动框架的，哈哈。
iic驱动框架图如
iic驱动框架可大体分为两大部分：
① i2c 总线驱动：soc 的 i2c 控制器驱动，也叫做 i2c 适配器驱动。
② i2c 设备驱动：针对具体的 i2c 设备而编写的驱动。
其中，访问抽象层与i2c核心层数据i2c 总线驱动部分；driver驱动层属于i2c设备驱动部分。
上面框图对应的代码调用层次图如：
下面的ap3216驱动可以对照这张图来看看。
4、ap3216实验
我们使用设备树来描述ap3216设备信息，首先我们没有在设备树中添加ap3216相关节点时，我们系统的i2c设备如：
添加i2c pinctrl，板子上ap3216接的是i2c1：
配置寄存器的值都设为0x4001b8b0，这一段是什么意思我们在什么是pinctrl子系统及gpio子系统？这篇笔记中也有写到，就是几个寄存器及其配置。
接下来在i2c1节点下添加ap3216节点：
编译设备树，传到开发板上，重启。此时我们系统的i2c设备有：
可见，新增的ap3216 i2c设备名就是我们设备树里设置的。
下面编写ap3216驱动（以下代码来源于网络）：
ap3216.c：
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include ap3216creg.h/***************************************************************文件名 : ap3216c.c描述 : ap3216c驱动程序***************************************************************/#define ap3216c_cnt 1#define ap3216c_name ap3216c struct ap3216c_dev { dev_t devid; /* 设备号 */ struct cdev cdev; /* cdev */ struct class *class; /* 类 */ struct device *device; /* 设备 */ struct device_node *nd; /* 设备节点 */ int major; /* 主设备号 */ void *private_data; /* 私有数据 */ unsigned short ir, als, ps; /* 三个光传感器数据 */}; static struct ap3216c_dev ap3216cdev; /* * @description : 从ap3216c读取多个寄存器数据 * @param - dev: ap3216c设备 * @param - reg: 要读取的寄存器首地址 * @param - val: 读取到的数据 * @param - len: 要读取的数据长度 * @return : 操作结果 */static int ap3216c_read_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, void *val, int len){ int ret; struct i2c_msg msg[2]; struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data; /* msg[0]为发送要读取的首地址 */ msg[0].addr = client->addr; /* ap3216c地址 */ msg[0].flags = 0; /* 标记为发送数据 */ msg[0].buf = ® /* 读取的首地址 */ msg[0].len = 1; /* reg长度*/ /* msg[1]读取数据 */ msg[1].addr = client->addr; /* ap3216c地址 */ msg[1].flags = i2c_m_rd; /* 标记为读取数据*/ msg[1].buf = val; /* 读取数据缓冲区 */ msg[1].len = len; /* 要读取的数据长度*/ ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2); if(ret == 2) { ret = 0; } else { printk(i2c rd failed=%d reg=%06x len=%d\n,ret, reg, len); ret = -eremoteio; } return ret;} /* * @description : 向ap3216c多个寄存器写入数据 * @param - dev: ap3216c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 : 操作结果 */static s32 ap3216c_write_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len){ u8 b[256]; struct i2c_msg msg; struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data; b[0] = reg; /* 寄存器首地址 */ memcpy(&b[1],buf,len); /* 将要写入的数据拷贝到数组b里面 */ msg.addr = client->addr; /* ap3216c地址 */ msg.flags = 0; /* 标记为写数据 */ msg.buf = b; /* 要写入的数据缓冲区 */ msg.len = len + 1; /* 要写入的数据长度 */ return i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);} /* * @description : 读取ap3216c指定寄存器值，读取一个寄存器 * @param - dev: ap3216c设备 * @param - reg: 要读取的寄存器 * @return : 读取到的寄存器值 */static unsigned char ap3216c_read_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg){ u8 data = 0; ap3216c_read_regs(dev, reg, &data, 1); return data; #if 0 struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data; return i2c_smbus_read_byte_data(client, reg);#endif} /* * @description : 向ap3216c指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器 * @param - dev: ap3216c设备 * @param - reg: 要写的寄存器 * @param - data: 要写入的值 * @return : 无 */static void ap3216c_write_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 data){ u8 buf = 0; buf = data; ap3216c_write_regs(dev, reg, &buf, 1);} /* * @description : 读取ap3216c的数据，读取原始数据，包括als,ps和ir, 注意！ * : 如果同时打开als,ir+ps的话两次数据读取的时间间隔要大于112.5ms * @param - ir : ir数据 * @param - ps : ps数据 * @param - ps : als数据 * @return : 无。 */void ap3216c_readdata(struct ap3216c_dev *dev){ unsigned char i =0; unsigned char buf[6]; /* 循环读取所有传感器数据 */ for(i = 0; i ir = 0; else /* 读取ir传感器的数据 */ dev->ir = ((unsigned short)buf[1]ir; data[1] = dev->als; data[2] = dev->ps; err = copy_to_user(buf, data, sizeof(data)); return 0;} /* * @description : 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 ap3216c_release(struct inode *inode, struct file *filp){ return 0;} /* ap3216c操作函数 */static const struct file_operations ap3216c_ops = { .owner = this_module, .open = ap3216c_open, .read = ap3216c_read, .release = ap3216c_release,}; /* * @description : 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 ap3216c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id){ /* 1、构建设备号 */ if (ap3216cdev.major) { ap3216cdev.devid = mkdev(ap3216cdev.major, 0); register_chrdev_region(ap3216cdev.devid, ap3216c_cnt, ap3216c_name); } else { alloc_chrdev_region(&ap3216cdev.devid, 0, ap3216c_cnt, ap3216c_name); ap3216cdev.major = major(ap3216cdev.devid); } /* 2、注册设备 */ cdev_init(&ap3216cdev.cdev, &ap3216c_ops); cdev_add(&ap3216cdev.cdev, ap3216cdev.devid, ap3216c_cnt); /* 3、创建类 */ ap3216cdev.class = class_create(this_module, ap3216c_name); if (is_err(ap3216cdev.class)) { return ptr_err(ap3216cdev.class); } /* 4、创建设备 */ ap3216cdev.device = device_create(ap3216cdev.class, null, ap3216cdev.devid, null, ap3216c_name); if (is_err(ap3216cdev.device)) { return ptr_err(ap3216cdev.device); } ap3216cdev.private_data = client; return 0;} /* * @description : 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 ap3216c_remove(struct i2c_client *client){ /* 删除设备 */ cdev_del(&ap3216cdev.cdev); unregister_chrdev_region(ap3216cdev.devid, ap3216c_cnt); /* 注销掉类和设备 */ device_destroy(ap3216cdev.class, ap3216cdev.devid); class_destroy(ap3216cdev.class); return 0;} /* 传统匹配方式id列表 */static const struct i2c_device_id ap3216c_id[] = { {iot,ap3216c, 0}, {}}; /* 设备树匹配列表 */static const struct of_device_id ap3216c_of_match[] = { { .compatible = iot,ap3216c }, { /* sentinel */ }}; /* i2c驱动结构体 */ static struct i2c_driver ap3216c_driver = { .probe = ap3216c_probe, .remove = ap3216c_remove, .driver = { .owner = this_module, .name = ap3216c, .of_match_table = ap3216c_of_match, }, .id_table = ap3216c_id,}; /* * @description : 驱动入口函数 * @param : 无 * @return : 无 */static int __init ap3216c_init(void){ int ret = 0; ret = i2c_add_driver(&ap3216c_driver); return ret;} /* * @description : 驱动出口函数 * @param : 无 * @return : 无 */static void __exit ap3216c_exit(void){ i2c_del_driver(&ap3216c_driver);} /* module_i2c_driver(ap3216c_driver) */ module_init(ap3216c_init);module_exit(ap3216c_exit);module_license(gpl);module_author(pjw); 驱动详解可查阅注释及配合上诉的i2c驱动框架的框图及数据手册理解。
ap3216creg.h：
#ifndef ap3216c_h#define ap3216c_h/***************************************************************文件名 : ap3216creg.h描述 : ap3216c寄存器地址描述头文件***************************************************************/#define ap3216c_addr 0x1e /* ap3216c器件地址 *//* ap3316c寄存器 */#define ap3216c_systemcong 0x00 /* 配置寄存器 */#define ap3216c_intstatus 0x01 /* 中断状态寄存器 */#define ap3216c_intclear 0x02 /* 中断清除寄存器 */#define ap3216c_irdatalow 0x0a /* ir数据低字节 */#define ap3216c_irdatahigh 0x0b /* ir数据高字节 */#define ap3216c_alsdatalow 0x0c /* als数据低字节 */#define ap3216c_alsdatahigh 0x0d /* als数据高字节 */#define ap3216c_psdatalow 0x0e /* ps数据低字节 */#define ap3216c_psdatahigh 0x0f /* ps数据高字节 */#endif ap3216应用：
ap3216capp.c：
#include stdio.h#include unistd.h#include sys/types.h#include sys/stat.h#include sys/ioctl.h#include fcntl.h#include stdlib.h#include string.h#include #include #include #include #include /***************************************************************文件名 : ap3216capp.c描述 : ap3216c设备测试app。使用方法 ：./ap3216capp /dev/ap3216c***************************************************************/ /* * @description : 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 databuf[3]; unsigned short ir, als, ps; int ret = 0; if (argc != 2) { printf(error usage!\r\n); return -1; } filename = argv[1]; fd = open(filename, o_rdwr); if(fd < 0) { printf(can't open file %s\r\n, filename); return -1; } while (1) { ret = read(fd, databuf, sizeof(databuf)); if(ret == 0) { /* 数据读取成功 */ ir = databuf[0]; /* ir传感器数据 */ als = databuf[1]; /* als传感器数据 */ ps = databuf[2]; /* ps传感器数据 */ printf(ir = %d, als = %d, ps = %d\r\n, ir, als, ps); } usleep(200000); /*100ms */ } close(fd); /* 关闭文件 */ return 0;} 编写makefile，从之前的文章=======拷贝过来修改：
kern_dir = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/linux-4.9.88all: make -c $(kern_dir) m=`pwd` modules $(cross_compile)gcc -o ap3216capp ap3216capp.c clean: make -c $(kern_dir) m=`pwd` modules clean rm -rf modules.order rm -f ap3216capp# 参考内核源码drivers/char/ipmi/makefile# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:# ab-y := a.o b.o# obj-m += ab.oobj-m += ap3216.o 编译得到ap3216.ko及ap3216capp，传到板子上运行：
以上就是本次的实验分享，如果文章对你有帮助，欢迎转发，谢谢！
参考资料：
1、https://blog.csdn.net/weixin_34032792/article/details/85582751?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-blogcommendfrommachinelearnpai2-2.control&dist_request_id=1328690.367.16165120737124801&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-blogcommendfrommachinelearnpai2-2.control
2、https://blog.csdn.net/p1279030826/article/details/106459333
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开发板上有ap3216三合一整合型光感测器，看了看出厂sdk包中并未添加相关驱动。本次我们就一起来学习一下。
2、ap3216简介
ap3216c 芯片集成了光强传感器（ als: ambient light sensor），接近传感器（ ps: proximity sensor），还有一个红外 led（ ir led）。
这个芯片设计的用途是给手机之类的使用，比如：返回当前环境光强以便调整屏幕亮度；用户接听电话时，将手机放置在耳边后，自动关闭屏幕避免用户误触碰 。
该芯片通过 i2c 接口与主控制器相连， 如：
3、iic驱动简介
linux下iic有两种驱动方式：一种是按照字符设备驱动方式来驱动iic；另一种是走linux下iic的框架。按照字符设备驱动的方式可以查阅这一篇文章：linux iic 字符设备 驱动例子。
这里我们浅浅地（真的很浅~~）了解学习一下第二种方式，因为找到的ap3216的驱动就是基于iic驱动框架的，哈哈。
iic驱动框架图如
iic驱动框架可大体分为两大部分：
① i2c 总线驱动：soc 的 i2c 控制器驱动，也叫做 i2c 适配器驱动。
② i2c 设备驱动：针对具体的 i2c 设备而编写的驱动。
其中，访问抽象层与i2c核心层数据i2c 总线驱动部分；driver驱动层属于i2c设备驱动部分。
上面框图对应的代码调用层次图如：
下面的ap3216驱动可以对照这张图来看看。
4、ap3216实验
我们使用设备树来描述ap3216设备信息，首先我们没有在设备树中添加ap3216相关节点时，我们系统的i2c设备如：
添加i2c pinctrl，板子上ap3216接的是i2c1：
配置寄存器的值都设为0x4001b8b0，这一段是什么意思我们在什么是pinctrl子系统及gpio子系统？这篇笔记中也有写到，就是几个寄存器及其配置。
接下来在i2c1节点下添加ap3216节点：
编译设备树，传到开发板上，重启。此时我们系统的i2c设备有：
可见，新增的ap3216 i2c设备名就是我们设备树里设置的。
下面编写ap3216驱动（以下代码来源于网络）：
ap3216.c：
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include ap3216creg.h/***************************************************************文件名 : ap3216c.c描述 : ap3216c驱动程序***************************************************************/#define ap3216c_cnt 1#define ap3216c_name ap3216c struct ap3216c_dev { dev_t devid; /* 设备号 */ struct cdev cdev; /* cdev */ struct class *class; /* 类 */ struct device *device; /* 设备 */ struct device_node *nd; /* 设备节点 */ int major; /* 主设备号 */ void *private_data; /* 私有数据 */ unsigned short ir, als, ps; /* 三个光传感器数据 */}; static struct ap3216c_dev ap3216cdev; /* * @description : 从ap3216c读取多个寄存器数据 * @param - dev: ap3216c设备 * @param - reg: 要读取的寄存器首地址 * @param - val: 读取到的数据 * @param - len: 要读取的数据长度 * @return : 操作结果 */static int ap3216c_read_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, void *val, int len){ int ret; struct i2c_msg msg[2]; struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data; /* msg[0]为发送要读取的首地址 */ msg[0].addr = client->addr; /* ap3216c地址 */ msg[0].flags = 0; /* 标记为发送数据 */ msg[0].buf = ® /* 读取的首地址 */ msg[0].len = 1; /* reg长度*/ /* msg[1]读取数据 */ msg[1].addr = client->addr; /* ap3216c地址 */ msg[1].flags = i2c_m_rd; /* 标记为读取数据*/ msg[1].buf = val; /* 读取数据缓冲区 */ msg[1].len = len; /* 要读取的数据长度*/ ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2); if(ret == 2) { ret = 0; } else { printk(i2c rd failed=%d reg=%06x len=%d\n,ret, reg, len); ret = -eremoteio; } return ret;} /* * @description : 向ap3216c多个寄存器写入数据 * @param - dev: ap3216c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 : 操作结果 */static s32 ap3216c_write_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len){ u8 b[256]; struct i2c_msg msg; struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data; b[0] = reg; /* 寄存器首地址 */ memcpy(&b[1],buf,len); /* 将要写入的数据拷贝到数组b里面 */ msg.addr = client->addr; /* ap3216c地址 */ msg.flags = 0; /* 标记为写数据 */ msg.buf = b; /* 要写入的数据缓冲区 */ msg.len = len + 1; /* 要写入的数据长度 */ return i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);} /* * @description : 读取ap3216c指定寄存器值，读取一个寄存器 * @param - dev: ap3216c设备 * @param - reg: 要读取的寄存器 * @return : 读取到的寄存器值 */static unsigned char ap3216c_read_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg){ u8 data = 0; ap3216c_read_regs(dev, reg, &data, 1); return data; #if 0 struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data; return i2c_smbus_read_byte_data(client, reg);#endif} /* * @description : 向ap3216c指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器 * @param - dev: ap3216c设备 * @param - reg: 要写的寄存器 * @param - data: 要写入的值 * @return : 无 */static void ap3216c_write_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 data){ u8 buf = 0; buf = data; ap3216c_write_regs(dev, reg, &buf, 1);} /* * @description : 读取ap3216c的数据，读取原始数据，包括als,ps和ir, 注意！ * : 如果同时打开als,ir+ps的话两次数据读取的时间间隔要大于112.5ms * @param - ir : ir数据 * @param - ps : ps数据 * @param - ps : als数据 * @return : 无。 */void ap3216c_readdata(struct ap3216c_dev *dev){ unsigned char i =0; unsigned char buf[6]; /* 循环读取所有传感器数据 */ for(i = 0; i ir = 0; else /* 读取ir传感器的数据 */ dev->ir = ((unsigned short)buf[1]
ap3216creg.h：
#ifndef ap3216c_h#define ap3216c_h/***************************************************************文件名 : ap3216creg.h描述 : ap3216c寄存器地址描述头文件***************************************************************/#define ap3216c_addr 0x1e /* ap3216c器件地址 *//* ap3316c寄存器 */#define ap3216c_systemcong 0x00 /* 配置寄存器 */#define ap3216c_intstatus 0x01 /* 中断状态寄存器 */#define ap3216c_intclear 0x02 /* 中断清除寄存器 */#define ap3216c_irdatalow 0x0a /* ir数据低字节 */#define ap3216c_irdatahigh 0x0b /* ir数据高字节 */#define ap3216c_alsdatalow 0x0c /* als数据低字节 */#define ap3216c_alsdatahigh 0x0d /* als数据高字节 */#define ap3216c_psdatalow 0x0e /* ps数据低字节 */#define ap3216c_psdatahigh 0x0f /* ps数据高字节 */#endif ap3216应用：
ap3216capp.c：
#include stdio.h#include unistd.h#include sys/types.h#include sys/stat.h#include sys/ioctl.h#include fcntl.h#include stdlib.h#include string.h#include #include #include #include #include /***************************************************************文件名 : ap3216capp.c描述 : ap3216c设备测试app。使用方法 ：./ap3216capp /dev/ap3216c***************************************************************/ /* * @description : 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 databuf[3]; unsigned short ir, als, ps; int ret = 0; if (argc != 2) { printf(error usage!\r\n); return -1; } filename = argv[1]; fd = open(filename, o_rdwr); if(fd < 0) { printf(can't open file %s\r\n, filename); return -1; } while (1) { ret = read(fd, databuf, sizeof(databuf)); if(ret == 0) { /* 数据读取成功 */ ir = databuf[0]; /* ir传感器数据 */ als = databuf[1]; /* als传感器数据 */ ps = databuf[2]; /* ps传感器数据 */ printf(ir = %d, als = %d, ps = %d\r\n, ir, als, ps); } usleep(200000); /*100ms */ } close(fd); /* 关闭文件 */ return 0;} 编写makefile，从之前的文章=======拷贝过来修改：
kern_dir = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/linux-4.9.88all: make -c $(kern_dir) m=`pwd` modules $(cross_compile)gcc -o ap3216capp ap3216capp.c clean: make -c $(kern_dir) m=`pwd` modules clean rm -rf modules.order rm -f ap3216capp# 参考内核源码drivers/char/ipmi/makefile# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:# ab-y := a.o b.o# obj-m += ab.oobj-m += ap3216.o 编译得到ap3216.ko及ap3216capp，传到板子上运行：
以上就是本次的实验分享，如果文章对你有帮助，欢迎转发，谢谢！
参考资料：
1、https://blog.csdn.net/weixin_34032792/article/details/85582751?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-blogcommendfrommachinelearnpai2-2.control&dist_request_id=1328690.367.16165120737124801&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-blogcommendfrommachinelearnpai2-2.control
2、https://blog.csdn.net/p1279030826/article/details/106459333
3、《嵌入式linux应用开发完全手册》
半导体器件产生多少热量以及如何顺利散发热量
华为P10领衔，荣耀V9、OPPOr9s、一加3T、小米5s、vivoX9拍照手机盘点
爱特梅尔公司扩展CryptoAuthentication产品组合
今年春季苹果没有硬件，谁能想到华为这么皮！
ISO4229安全访问规范分析,ISO4229安全访问漏洞分析
基于AP3216C芯片的三合一整合型光感测器设计
digilent全尺寸SD卡槽模块简介
人工智能主持人的出现 给人类带来了巨大的恐惧
出行充电宝要选什么样的最好，可安全带上飞机的充电宝推荐
Modbus转Profinet网关在污水处理系统中连接PLC和变频器Modbus通信配置案例
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博越Pro和博越的本质区别对比分析
MAX17633同步降压DC-DC转换器的功能特点介绍
英特尔、索尼和NTT将联手开发6G新技术
MediaTek 展示突破性的 5G NTN 双向卫星通信技术
一文看懂静电和漏电怎么区别
三星Galaxy Note LTE白色版将上市
美国FCC将对供应商是否使用华为和中兴设备的提案进行投票