实验环境

• 硬件: Orange PI Zero 512M
• CPU: Allwiner H2+
• 内核版本: 3.4.113
• 操作系统: Armbian 版本忘了
• OLED: 常见的 0.96寸 I2C总线

相关资料

• 程序源码

什么是I2C

I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。
它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。
I2C总线是一个真正的多主机总线，
每个连接到总线上的器件都有唯一的地址，
任何器件既可以作为主机也可以作为从机，
但同一时刻只允许有一个主机。

注册I2C设备

• 取出系统中的适配器，加入一个i2c设备，再把加过设备的适配器放回去。

  // 注意3C这个地址，在地址选择的时候是78
  // 但是因为最低位是用来标识读写的 所以linux中需要把地址右移一位
  // 0x78 >> 1 = 0x3C
  static struct i2c_board_info info = {
      I2C_BOARD_INFO("oled_0.96", 0x3C),
  };
  

• 在入口取出系统中的适配器，加入一个i2c设备，再把加过设备的适配器放回去。出口里直接取消。

  // 定义全局变量存放设备
  static struct i2c_client *client;
  
  // 入口注册
  {
      struct i2c_adapter *adapter;
      // 取出I2C-1总线 OrangePi有I2C-0和I2C-1两个总线
      adapter = i2c_get_adapter(1);
      // 在这个总线里加入刚才定义的设备
      client = i2c_new_device(adapter, &info);
      // 把加了设备的再放回去
      i2c_put_adapter(adapter);
  }
  
  // 出口注销
  {
      i2c_unregister_device(client);
  }
  

加入I2C设备驱动

• 定义设备被加载时的初始化和被卸载的退出动作

  int OLED_Probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
  {
      WriteCmd(client, 0xAE); //display off
      WriteCmd(client, 0x20); //Set Memory Addressing Mode    
      // ... 各种初始化
      OLED_Cls(client);
      WriteCmd(client, 0xaf); //--turn on oled panel
      return 0; // 返回0成功，非0会在加载后给出错误提示
  }
  
  int OLED_Remove(struct i2c_client *client)
  {
      printk("remove\n");
      // 驱动卸载时关闭显示
      WriteCmd(client, 0xAE);
      return 0;
  }
  

• 定义驱动

  // 定义这个驱动会匹配什么名字的设备
  static const struct i2c_device_id oled_id[] = {
      // 这个名字一定要和上边设备的名字一样
      {"oled_0.96", 0},
      {},
  };
  
  // 定义这个驱动的名字，匹配什么名字的设备，初始化和退出动作等
  static struct i2c_driver driver = {
      .driver = {
          .name = "oled_0.96",
          .owner = THIS_MODULE,
      },
      .probe = OLED_Probe,
      .remove = OLED_Remove,
      .id_table = oled_id,
  };
  

• 在入口中注册驱动，出口中注销驱动

  // 入口注册
  {
      int ret = i2c_add_driver(&driver);
      if (ret) {
          printk(KERN_ERR "I2C error\n");
          return ret;
      }
  }
  
  // 出口注销
  {
      i2c_del_driver(&driver);
  }
  

实现写入

按照第6篇，实现一个只写的杂项设备

// 实现写入
static ssize_t dev_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *fpos)
{
    // 申请一段空间，存放数据
    char *str = vmalloc(count);
    // 把数据从用户空间复制到内核空间
    if (copy_from_user(str, buf, count))
    {
        vfree(str);
        return -EFAULT;
    }
    // 字符串的结束
    *(str + count) = '\0';
    // 按照普通单片机实现一个设置屏幕上文字的方法
    OLED_Set(client, str);
    // 设置完成后释放空间
    vfree(str);
    // 返回已写入的长度
    return count;
}

static struct file_operations dev_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .write = &dev_write,
};

static struct miscdevice mdev = {
    // 动态申请从设备号
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    // 名字，会显示到/dev/oled
    .name = "oled",
    .fops = &dev_fops,
};

// 最终的入口出口
static __init int Module_Init(void)
{
    struct i2c_adapter *adapter;
    int ret;
    adapter = i2c_get_adapter(1);
    client = i2c_new_device(adapter, &info);
    i2c_put_adapter(adapter);
    ret = i2c_add_driver(&driver);
    if (ret) {
        printk(KERN_ERR "I2C error\n");
        return ret;
    }
    ret = misc_register(&mdev);
    if (ret)
    {
        printk(KERN_ERR "Mdev error\n");
    }
    return ret;
}

static __exit void Module_Exit(void)
{
    misc_deregister(&mdev);
    i2c_unregister_device(client);
    i2c_del_driver(&driver);
}

测试

• 编译并加载模块，然后写入一段文字

  root@orangepizero:~/i2cTest# make && make load
  root@orangepizero:~/i2cTest# echo "Hello World~ I'm Kuresaru!" > /dev/oled
  

  

• 把一段命令的输出写入到屏幕

  root@orangepizero:~/i2cTest# ip addr show wlan0 | grep -i "inet" > /dev/oled
  

  

• 卸载模块，屏幕黑屏

  root@orangepizero:~/i2cTest# make unload