Milk-V Duo加载光感bh1750

CV1800B(Duo 中文论坛)
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来源：转载自https://community.milkv.io/t/i2c-milk-v-duo-bh1750/627，原作者 LangZhao

前言

本章介绍在milkv-duo开发板上添加光感bh1750，并实现应用层测试。

一、电路图查看

1.1 duo开发板i2c引脚

imgGitHub

GitHub - milkv-duo/duo-files 2

image

这些都是可以作为i2c使用的引脚

image

注意：电路图中的gpio0、1对应的是芯片上的gpio28、29，到dtsi中查看也是28、29。

电路图中检索gpio0、1即可找到对应的电路

如图，小板的gpio0、1的默认功能是IIC_SCL、IIC_SDA

而最左边框出来的是这个引脚可以复用的功能，具体需要到dtsi中打开对应的节点。

image

1.2 光感bh1750引脚

image
我买的是合宙的bh1750，已经下架了，可以找市面上已有的。

从左到右分别是addr | sda | scl | gnd | vcc

光感和duo板连接线路

bh1750  |  duo 
vcc     |  3.3v(out)
gnd     |  gnd
scl     |  gpio0(gpio28)
sda     |  gpio1(gpio29)
addr    |  gnd

二、dtsi添加

dts基础：Linux DTS(Device Tree Source)-CSDN博客

dts文件路径：build\boards\cv180x\cv1800b_milkv_duo_sd\dts_riscv\cv1800b_milkv_duo_sd.dts

将如下内容添加到dts中

&i2c0 {
    status = "okay";
	clock-frequency = <100000>;
    bh1750:bh1750@23 {
        compatible = "rohm,bh1750";
        reg = <0x23>;
        status = "okay";
    };
};

其中23为bh1750的addr接地的i2c地址，具体可以看驱动以及传感器的文档。

Dtsi中增加后，编译img并刷机，查看devicetree下是否增加

cd /sys/firmware/devicetree/base/i2c@04000000/bh1750@23
cat name

image

image865×54 31.1 KB

duo-buildroot-sdk\build\boards\default\dts\cv180x\cv180x_base.dtsi

i2c0: i2c@04000000 {
		compatible = "snps,designware-i2c";
		clocks = <&clk CV180X_CLK_I2C>;
		reg = <0x0 0x04000000 0x0 0x1000>;
		clock-frequency = <400000>;

		#size-cells = <0x0>;
		#address-cells = <0x1>;
		resets = <&rst RST_I2C0>;
		reset-names = "i2c0";
	};

这里的4000000就是i2c0控制器的地址，对应的device tree路径/sys/firmware/devicetree/base/i2c@04000000

三、bh1750驱动

注意需要和dtsi中匹配

ko基础：如何编译linux驱动ko_linux编译模块驱动ko_liyinuo2017的博客-CSDN博客

添加驱动两种方法，我才用的是第二种。

3.1 编写驱动最终生成ko文件

参考：基于RK3399Pro的BH1750驱动开发_bh1750程序流程图_冷静的领头狼的博客-CSDN博客 1

优点：可以手动添加及卸载

缺点：需要自己实现驱动，可以参考git和csdn上检索“sensor名称+linux“检索的相关code

3.2 打开config，将现有的驱动编译进img（config=y）

优点：不用自己实现驱动

缺点：适用于sdk已经有了驱动，不可动态卸载

bh1750驱动路径：

github.com

milkv-duo/duo-buildroot-sdk/blob/develop/linux_5.10/drivers/iio/light/bh1750.c

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * ROHM BH1710/BH1715/BH1721/BH1750/BH1751 ambient light sensor driver
 *
 * Copyright (c) Tomasz Duszynski <tduszyns@gmail.com>
 *
 * Data sheets:
 *  http://rohmfs.rohm.com/en/products/databook/datasheet/ic/sensor/light/bh1710fvc-e.pdf
 *  http://rohmfs.rohm.com/en/products/databook/datasheet/ic/sensor/light/bh1715fvc-e.pdf
 *  http://rohmfs.rohm.com/en/products/databook/datasheet/ic/sensor/light/bh1721fvc-e.pdf
 *  http://rohmfs.rohm.com/en/products/databook/datasheet/ic/sensor/light/bh1750fvi-e.pdf
 *  http://rohmfs.rohm.com/en/products/databook/datasheet/ic/sensor/light/bh1751fvi-e.pdf
 *
 * 7-bit I2C slave addresses:
 *  0x23 (ADDR pin low)
 *  0x5C (ADDR pin high)
 *
 */

#include <linux/delay.h>

具体内容分析放到应用层介绍

查看驱动的Config配置流程

duo-buildroot-sdk\linux_5.10\drivers\Makefile
obj-$(CONFIG_IIO)              += iio/

duo-buildroot-sdk\linux_5.10\drivers\iio\Makefile
obj-y += light/

duo-buildroot-sdk\linux_5.10\drivers\iio\light\Makefile
obj-$(CONFIG_BH1750)             += bh1750.o

配置config文件

路径：

duo-buildroot-sdk\build\boards\cv180x\cv1800b_milkv_duo_sd\linux\cvitek_cv1800b_milkv_duo_sd_defconfig

添加内容如下

CONFIG_IIO=y
CONFIG_BH1750=y

查看编译log

CC drivers/iio/light/bh1750.o

表示已经bh1750的驱动编译完成。

完成后刷到tf卡后开机。

检索bh1750，发现有驱动以及设备树信息

image

3.3 i2c0报错

查看i2c是否加载上
i2cdetect -y -r 0
发现没有i2c地址显示

报错

[    1.943778] i2c_designware 4000000.i2c: controller timed out
[    1.949738] bh1750: probe of 0-0023 failed with error -110

提示i2c0 控制器time out。

3.4 解决

方法1：通过uboot中的驱动更改默认的pin配置

查看io默认状态

duo-buildroot-sdk\build\boards\cv180x\cv1800b_milkv_duo_sd\u-boot\cvi_board_init.c

原先配置

PINMUX_CONFIG(IIC0_SDA, XGPIOA_29);
PINMUX_CONFIG(IIC0_SCL, XGPIOA_28);

默认配置会导致i2c0无法加载成功，报错提示i2c超时。

更改为如下内容，注意放在最后。

PINMUX_CONFIG(IIC0_SDA, IIC0_SDA);
PINMUX_CONFIG(IIC0_SCL, IIC0_SCL);

更改原因：参考电路图中，引脚名称为IIC0_SDA，可以复用为左侧的这些引脚。

例如复用为uart2就设置

PINMUX_CONFIG(IIC0_SDA, UART2_RX);
PINMUX_CONFIG(IIC0_SCL, UART2_TX);

方法2：使用官方技术支持提供的工具

img Milk-V Duo 引脚复用配置工具 cvi_pinmux Duo

下载文末工具包：cvi_pinmux.tar.gz 通过scp或其他方式传到Duo上 scp cvi_pinmux.tar.gz root@192.168.42.1:/root/ 在Duo终端中解压安装(会安装到/usr/bin目录下) ： tar zxf cvi_pinmux.tar.gz -C / 查看当前所有IO信息 cvi_pinmux -l 该工具查询或设置某个引脚，首先要知道这个引脚的名字，名字可以在原理图中找到 比如Duo的第6、7引脚，想配置为I2C接口 [duo_pinout_i2c1] 先查一下第6脚当前的状态，在原理图中找到引脚连接到CPU端的位置，靠近引脚的标注名就是我们需要的引脚的名字，这里是SD1_D2 [duo_pinout_6] 查询这个引脚当前的配置: cvi_pinmux -r SD1_D2 [duo_pinout_i2c1_02] 可以看到当前复用为GPIO_19, 我们这里需要设置为IIC1_SCL cvi_pinmux -w SD1_D2/IIC1_SCL 再用cvi_pinmux -r SD1_D2查看的…

四、驱动分析

基础知识点

iio介绍：一文带你深入了解Linux IIO 子系统_iio框架_Linux加油站的博客-CSDN博客 1

bh1750驱动：基于RK3399Pro的BH1750驱动开发_bh1750程序流程图_冷静的领头狼的博客-CSDN博客 1

misc介绍：创建misc设备，同时创建对应的设备属性文件_dts定义misc设备_驱动小马达的博客-CSDN博客 1

iio驱动：iio驱动_lkdcom的博客-CSDN博客

bh驱动路径：

duo-buildroot-sdk\linux_5.10\drivers\iio\light\bh1750.c

probe函数中定义了iio device的mode为DIRECT，表示生成sysfs，我们可以通过sysfs接口获取bh1750数据

image

iio通道

其中raw是我们需要的光感数据

image

参考资料：

iio生成sysfs接口：

imgblog.csdn.net

iio驱动与sysfs子系统的调用关系_sysfs_attr_init_弋阳yoga的博客-CSDN博客 1

前几天在看bmp280的驱动，也就接触到了iio驱动，但是网上的很多文章都对iio驱动如何创建sysfs分析的很少，正好当时调驱动时输出的值有点问题，于是就想分析分析创建过程与调用的函数。内核版本：5.4.24-dirty平台：imx8qxp使用的器件为bmp280 源码位于/drivers/iio/pressure/bmp280-i2c.c整个匹配过程从probe开始static int bmp280_i2c_probe(struct…_sysfs_attr_init

应用程序调用iio的sysfs接口：

imgblog.csdn.net

嵌入式Linux设备驱动程序开发指南17（IIO子系统一）——读书笔记_Jack.Jia的博客-CSDN博客 2

IIO子系统一

文件接口：

imgblog.csdn.net

STM32MP157驱动开发——Linux IIO驱动(上)_Amonter的博客-CSDN博客

Linux的IIO子系统，通常适用于ADC和DAC传感器的驱动开发。

测试驱动添加的sysfs接口

cat /sys/devices/platform/4000000.i2c/i2c-0/0-0023/iio:device0\in_illuminance_raw

image

image

测试结果：
遮挡raw为2
未遮挡raw为182

五、应用层

5.1 代码

代码
test_bh1750.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 <poll.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>

//https://blog.csdn.net/weixin_45682654/article/details/128571696
static int file_data_read(char *filename, char *str)
{
    int ret = 0;
    FILE *data_stream;

    data_stream = fopen(filename, "r"); /* 只读打开 */
    if(data_stream == NULL) {
        printf("can't open file %s\r\n", filename);
        return -1;
    }

    ret = fscanf(data_stream, "%s", str);
    if(!ret) {
        printf("file read error!\r\n");
    } else if(ret == EOF) {
        /* 读到文件末尾的话将文件指针重新调整到文件头 */
        fseek(data_stream, 0, SEEK_SET);  
    }
    fclose(data_stream);    /* 关闭文件 */    
    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    int light_value;
    int test_time = 50;

    char str[50];
    int ret = 0;
    // char* filename = "/dev/iio:device0";
    // iio生成的sysfs接口
    char* filename = "/sys/devices/platform/4000000.i2c/i2c-0/0-0023/iio:device0/in_illuminance_raw";

    while(test_time){
        memset(str,0,50);
        file_data_read(filename, str);
        light_value = atof(str);
        printf("test_time %d :%d\r\n",50-test_time,light_value);
        sleep(1);
        test_time--;
    }

    return 0;
}

5.2 编译

先编译完整的img，因为改动过dts。
用balenaEtcher刷入tf卡后插到板子上，上电。

编译应用代码，生成可执行文件

编译及传输

riscv64-unknown-linux-musl-gcc -static -o test_bh1750 test_bh1750.c
scp test_bh1750 root@192.168.42.1:~/

输入密码：milkv

image

5.3 运行执行文件

登录设备
ssh root@192.168.42.1

执行文件
./test_bh1750

测试结果
image

六、小结

本章从电路图开始，介绍了引脚信息、dts配置、驱动添加流程、驱动简单分析、sysfs接口测试以及实现了光感的测试文件。

试用过程中遇到的问题主要是i2c0无法使用，后来发现是需要配置引脚的默认功能。

开发应用层的时候虽然可以通过cat命令读取到sysfs接口，但是代码实现还是需要参考一些教程，通过fopen等接口实现。

后续可以以此为例增加其他的传感器。