1. 驱动概述
本驱动实现了基于SPI接口的ADXL345三轴加速度传感器在Linux系统中的访问，通过miscdevice设备框架向用户空间提供数据读取接口。
2. 硬件连接与配置
2.1 SPI引脚对应关系
ADXL345 IMX6ULL
VCC --> 3.3V
GND --> GND
CS --> SPI_CS0 (SS0)
SDA --> SPI_MOSI
SDO --> SPI_MISO
SCL --> SPI_SCLK
2.2 设备树配置
adxl345@0 {
compatible = "imx6ull,adxl345";
spi-max-frequency = <1000000>;
reg = <0>;
spi-cpol;
spi-cpha;
};
3. 驱动核心数据结构
3.1 SPI驱动结构体
static struct spi_driver adxl345_drv = {
.probe = adxl345_probe,
.remove = adxl345_remove,
.id_table = adxl345_id_table,
.driver = {
.name = "adxl345",
.owner = THIS_MODULE,
.of_match_table = adxl345_of_match_table,
},
};
3.2 设备匹配表
// ID匹配表
static struct spi_device_id adxl345_id_table[] = {
{.name = "adxl345"},
{},
};
// 设备树匹配表
static struct of_device_id adxl345_of_match_table[] = {
{.compatible = "imx6ull,adxl345"},
{},
};
4. 核心函数实现
4.1 设备初始化函数
static int init_adxl345(void)
{
// 寄存器配置序列：
// 0x2E: 中断使能控制
// 0x2C: 数据速率设置 (0x0B = 200Hz)
// 0x2D: 电源控制 (0x0B = 测量模式)
// 0x31: 数据格式设置 (0x08 = 全分辨率，±2g)
}
寄存器配置说明：
-
0x2E (INT_ENABLE): 0x08 - 使能DATA_READY中断
-
0x2C (BW_RATE): 0x0B - 输出数据速率200Hz
-
0x2D (POWER_CTL): 0x0B - 进入测量模式
-
0x31 (DATA_FORMAT): 0x08 - 全分辨率模式，±2g量程
4.2 数据读取函数
static int read_adxl345_xyz(short *pdata, int num)
{
// SPI命令: 0x32 | 0x80 | 0x40 = 0xF2
// - 0x32: 起始寄存器地址 (DATAX0)
// - 0x80: 读操作位
// - 0x40: 多字节读取位
// 数据格式:
// rxbuf[0]: 无效(命令响应)
// rxbuf[1]: X轴低字节 (DATAX0)
// rxbuf[2]: X轴高字节 (DATAX1)
// rxbuf[3]: Y轴低字节 (DATAY0)
// rxbuf[4]: Y轴高字节 (DATAY1)
// rxbuf[5]: Z轴低字节 (DATAZ0)
// rxbuf[6]: Z轴高字节 (DATAZ1)
}
4.3 SPI传输配置
static int adxl345_probe(struct spi_device* spi)
{
// SPI模式配置:
spi->mode = SPI_MODE_3; // CPOL=1, CPHA=1
spi->bits_per_word = 8; // 8位数据
ret = spi_setup(spi); // 应用SPI配置
}
5. 用户空间接口
5.1 文件操作结构体
static struct file_operations fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = adxl345_read, // 提供read系统调用
};
5.2 Miscdevice设备注册
static struct miscdevice misc_adxl345 = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, // 动态分配次设备号
.name = "misc_adxl345", // 设备节点名: /dev/misc_adxl345
.fops = &fops, // 文件操作函数集
};
5.3 用户空间读取示例
// 应用程序读取加速度数据
int fd = open("/dev/misc_adxl345", O_RDWR);
short data[3];
read(fd, data, sizeof(data));
// data[0]: X轴, data[1]: Y轴, data[2]: Z轴
6. 驱动加载与卸载
6.1 模块加载
module_spi_driver(adxl345_drv); // 自动注册SPI驱动
6.2 设备探测流程
-
设备树匹配 → probe函数调用
-
SPI配置设置 (模式3, 8位数据)
-
Miscdevice设备注册
-
ADXL345传感器初始化
-
创建 `/dev/misc_adxl345` 设备节点
6.3 设备移除流程
-
注销Miscdevice设备
-
释放资源
7. 数据转换说明
7.1 原始数据格式
-
13位补码格式（实际16位存储）
-
量程：±2g (DATA_FORMAT=0x08)
-
灵敏度：256 LSB/g (全分辨率模式)
7.2 加速度值计算
// 转换为实际加速度值(g)
float accel_g = (float)raw_data / 256.0f;
8. 调试与问题排查
8.1 常见问题
-
读取数据为0: 检查SPI配置、CS引脚连接
-
通信失败: 验证设备ID读取 (DEVID=0xE5)
-
数据异常: 检查电源稳定性和接地
8.2 调试技巧
// 添加调试信息
pr_info("Raw SPI data: %02x %02x %02x...\n", rxbuf[0], rxbuf[1], rxbuf[2]);
pr_info("Converted: x=%d, y=%d, z=%d\n", pdata[0], pdata[1], pdata[2]);
9. 使用注意事项
-
电源要求: 使用稳定的3.3V电源
-
SPI时序: 确保SCLK频率不超过5MHz
-
数据就绪: 读取前可检查DATA_READY状态位
-
校准: 在实际应用中进行传感器校准
这个驱动提供了完整的三轴加速度数据采集功能，用户空间应用程序可以通过简单的read系统调用获取实时加速度数据。