Linux下CH452数码管芯片驱动调试（GPIO模拟I2C）

1. 设备连接
    主控板处理器为Cortex A5处理器，内核4.9.0。
    主控板和CH452引脚定义如下表1.1所示。

2.驱动调试

    CH452数码管芯片兼容I2C通信，但是其时序与标准的I2C时序不同，无法套用Linux通用的I2C框架编写驱动程序。所以考虑通过模拟时序的方式控制数码管显示。阅读CH452的芯片手册–5.6节 2线串行接口，可以获知单片机是如何与CH452通过2线接口进行通信的。通过2线接口点亮数码管，一定要保证模拟的时序正确。 下面分别从用户空间和内核空间模拟时序点亮数码管。

2.1 Linux用户空间调试

    在用户空间，使用GPIO口模拟I2C时序。GPIO的应用层接口是/sys/class/gpio。文件目录结构及文件操作方法如下：

    1）gpio应用层接口的文件目录结构

     /sys/class/gpio
    ┣ export # 申请引脚的接口
    ┣ unexport # 取消申请引脚的接口
    ┣ pioA15 # 单个引脚设备
    ┣ direction # 输出/输入控制
    ┣ value # 电平
    ┗ …

2）对文件操作的使用方法

• 设置输入
  设置B22引脚为输入并读取数值，例：
      cd /sys/class/gpio
      echo 54 > export # gpioA口为0号bank，54 = B*32 + 22
      cd pioB22
      echo in > direction # 字符串 “in”
      cat value # 字符 ‘0’ 或 ‘1’
  如果是在应用程序中对GPIO文件进行读写操作，那么cat可以替换为read函数，echo可以替换成write函数。
• 设置输出
  设置C1引脚为输出并设置电平：
      cd /sys/class/gpio
      echo 65 > export
      cd pioC1
      echo out > direction
      echo 1 > value
      echo 0 > value

  用户空间使用GPIO口模拟I2C时序，点亮数码管的调试思路，如下：
    1） 初始化GPIO口，配置引脚PB29（SDA）、PB30（SCL），方向和电平；
    2） 按照芯片手册中的时序要求，控制引脚电平，模拟时序；
    3） 按显示要求，向CH452发送相应的命令。
  下图为通过示波器抓到的2线接口的时序，发送的数据为01111110 00000001。

    用户空间的源码实现了数码管循环移位点亮、可显示任意字符（数字、字母、特殊字符）、实时显示主控板温度和告警码的功能。

2.2 Linux内核空间调试

     驱动：将CH452注册为misc 设备（与字符设备注册类似），调用内核中的GPIO操作函数，使用GPIO模拟I2C时序，实现主控板使用2线接口与CH452通信。在调试时，将驱动源码编译成ko文件，应用层通过insmod的方式添加到内核，方便调试。
    应用程序：编写应用层测试程序，待驱动添加成功后，运行测试程序，点亮数码管。

3.驱动代码
    如需源代码可留言。