Sensor添加指南
1. 准备工作
当有新的传感器设备需要添加到思澈科技的SDK中时，首先需要确定传感器的功能类型和接口类型。
从功能划分上看，可以支持的传感器包括6轴（加速度、角速度），温度，气压，地磁，感光，GPS, 马达等。从接口上看，目前支持的包括I2C, SPI, UART。
在拿到设备的规格书后，先确定使用的接口，需要和硬件确认可以使用的接口已经使能并由管脚引出，另外需要注意电压和频率范围是否匹配。之后再根据规格书中功能的相关的描述，与使用者确定需要提供的接口等信息。
2. 代码准备
目前外设代码都放在 \(SDK_ROOT/rtos/rthread/bsp/sifli/peripherals_ 下，当确定好接口和实现方案后，在该目录下添加新的目录.
同时需要修改 _\)SDK_ROOT/rtos/rthread/bsp/sifli/peripherals/Kconfig 文件，添加menuconfig 项，包括传感器的控制开关宏，I2C/SPI等接口配置，开关、电源、中断等PIN的设置。
KCONFIG修改完成后，在新加的目录中完成代码实现。在代码中使用的接口名，PIN号，中断号等都可以在KCONFIG中的配置中获取。最后在该目录的SConscript文件中添加与kconfig开关宏的关联。
代码和配置完成后，在对应工程目录下menuconfig进入配置页面后，选择”Select board peripherals”,进入外设配置，找到新添加的模块，使能后进入下一级进行具体配置。
3.接口配置
以6轴传感器为例，Kconfig 中配置如下：
menuconfig SENSOR_USING_6D
bool "Enable 6D Sensor for Accelerator and Gyro"
default n
if SENSOR_USING_6D
menuconfig ACC_USING_LSM6DSL
bool "Enable Accelerator and Gyro LSM6DSL"
select RT_USING_SENSOR
default n
if ACC_USING_LSM6DSL
config LSM6DSL_USING_I2C
int "LSM6DSL BUS type: 1 = I2C, 0 = SPI"
default 0
config LSM6DSL_BUS_NAME
string "Sensor LSM6DSL BUS name"
default "spi1"
config LSM6DSL_INT_GPIO_BIT
int "LSM6DSL Interrupt 1 PIN"
default 97
config LSM6DSL_INT2_GPIO_BIT
int "LSM6DSL Interrupt 2 PIN"
default 94
config LSM_USING_AWT
bool "Enable AWT fucntion"
default y
config LSM_USING_PEDO
bool "Enable Pedometer fucntion"
default y
config LSM6DSL_UES_FIFO
bool "LSM6DSL use fifo"
default y
endif
endif
其中宏SENSOR_USING_6D 作为系统是否使能6轴传感器的总开关，下面会列出支持的不同型号的传感器，包括LSM6DSL, SC7A20等，同一时间，最好只使能一个传感器，以免对外接口出现冲突。
以LSM6DSL为例，ACC_USING_LSM6DSL 为该传感器的开关;
LSM6DSL_USING_I2C 定义了接口类型，因为次传感器可以支持I2C接口，也可以支持SPI接口，所以需要在配置中定义好，如果传感器只支持一种接口，则没必要加这一项配置；
LSM6DSL_BUS_NAME 用来定义接口名字，该名字在RT-Thread sensor使用时，用来通过查找接口设备，具体使用参考代码实现；
LSM6DSL_INT_GPIO_BIT/LSM6DSL_INT2_GPIO_BIT 用来定义中断管脚（如果硬件有分配）；
LSM_USING_AWT/LSM_USING_PEDO/LSM6DSL_USE_FIFO 具体功能与传感器有关，这里不做介绍。
接口设备名使用示例：
通过rt_i2c_bus_device_find或者rt_device_find函数，可以查找到BUS设备，之后按照接口模式，分别调用BUS对应的读写函数，实现对设备的读写函数。而具体的设备的控制命令，需要参考设备规格书的设备地址，寄存器定义来实现。
int LSM6DSL_I2C_Init()
{
/* get i2c bus device */
lsm6dsl_content.bus_handle = rt_i2c_bus_device_find(LSM6DSL_BUS_NAME);
if (lsm6dsl_content.bus_handle)
{
LOG_D("Find i2c bus device %s\n", LSM6DSL_BUS_NAME);
}
else
{
LOG_E("Can not found i2c bus %s, init fail\n", LSM6DSL_BUS_NAME);
return -1;
}
return 0;
}
int32_t LSM_I2C_Write(void *ctx, uint8_t reg, uint8_t *data, uint16_t len)
{
rt_size_t res;
struct LSM6DSL_CONT_T *handle = (struct LSM6DSL_CONT_T *)ctx;
if (handle && handle->bus_handle && data)
{
uint16_t addr16 = (uint16_t)reg;
res = rt_i2c_mem_write(handle->bus_handle, handle->dev_addr, addr16, 8, data, len);
if (res > 0)
return 0;
else
return -2;
}
return -3;
}
int32_t LSM_I2C_Read(void *ctx, uint8_t reg, uint8_t *data, uint16_t len)
{
rt_size_t res;
struct LSM6DSL_CONT_T *handle = (struct LSM6DSL_CONT_T *)ctx;
if (handle && handle->bus_handle && data)
{
uint16_t addr16 = (uint16_t)reg;
res = rt_i2c_mem_read(handle->bus_handle, handle->dev_addr, addr16, 8, data, len);
if (res > 0)
return 0;
else
return -2;
}
return -3;
}
中断PIN使用示例：
将中断PIN设置为输入模式rt_pin_mode；
设置中断处理函数和中断产生的条件rt_pin_attach_irq，其中中断可以通过上升沿PIN_IRQ_MODE_RISING、下降沿PIN_IRQ_MODE_FALLING、双沿PIN_IRQ_MODE_RISING_FALLING以及高低电平产生PIN_IRQ_MODE_HIGH_LEVEL / PIN_IRQ_MODE_LOW_LEVEL；
使能或者关闭中断rt_pin_irq_enable。 中断处理函数的实现与具体传感器有关。
int lsm6dsl_gpio_int_enable(void)
{
struct rt_device_pin_mode m;
// get pin device
rt_device_t device = rt_device_find("pin");
if (!device)
{
LOG_E("GPIO pin device not found at LSM6DSL\n");
return -1;
}
rt_device_open(device, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR);
// int pin cfg
m.pin = LSM6DSL_INT_GPIO_BIT;
m.mode = PIN_MODE_INPUT;
rt_device_control(device, 0, &m);
// enable LSM int
rt_pin_mode(LSM6DSL_INT_GPIO_BIT, PIN_MODE_INPUT);
rt_pin_attach_irq(m.pin, PIN_IRQ_MODE_RISING, lsm6dsl_int1_handle, (void *)(rt_uint32_t)m.pin);
rt_pin_irq_enable(m.pin, 1);
return 0;
}
4.注册SENSOR设备
在添加的设备目录中，添加文件sensor_xxx.c， 用来将新添加的传感器设备注册到RT-Thread 中的sensor 设备中，以便直接上层代码可以直接通过sensor device 控制对应的传感器设备。
这部分代码主要分两部分， 设备的注册以及控制回调实现：
下面代码以BMP280 气压与温度传感器为例：
填写设备基本信息，接口类型，数据范围等，之后通过rt_hw_sensor_register函数注册到sensro设备列表中，其中sensor_ops为操作回调函数定义。
设备的回调处理，主要包括数据读取，模式控制， 睡眠与唤醒 等。
int rt_hw_bmp280_init(const char *name, struct rt_sensor_config *cfg)
{
rt_int8_t result;
rt_sensor_t sensor_temp = RT_NULL, sensor_baro = RT_NULL;
result = _bmp280_init();
if (result != RT_EOK)
{
LOG_E("bmp280 init err code: %d", result);
goto __exit;
}
/* temperature sensor register */
{
sensor_temp = rt_calloc(1, sizeof(struct rt_sensor_device));
if (sensor_temp == RT_NULL)
return -1;
sensor_temp->info.type = RT_SENSOR_CLASS_TEMP;
sensor_temp->info.vendor = RT_SENSOR_VENDOR_BOSCH;
sensor_temp->info.model = "bmp280_temp";
sensor_temp->info.unit = RT_SENSOR_UNIT_DCELSIUS;
sensor_temp->info.intf_type = RT_SENSOR_INTF_I2C;
sensor_temp->info.range_max = 85;
sensor_temp->info.range_min = -40;
sensor_temp->info.period_min = 5;
rt_memcpy(&sensor_temp->config, cfg, sizeof(struct rt_sensor_config));
sensor_temp->ops = &sensor_ops;
result = rt_hw_sensor_register(sensor_temp, name, RT_DEVICE_FLAG_RDWR, RT_NULL);
if (result != RT_EOK)
{
LOG_E("device register err code: %d", result);
goto __exit;
}
}
/* barometer sensor register */
{
sensor_baro = rt_calloc(1, sizeof(struct rt_sensor_device));
if (sensor_baro == RT_NULL)
goto __exit;
sensor_baro->info.type = RT_SENSOR_CLASS_BARO;
sensor_baro->info.vendor = RT_SENSOR_VENDOR_BOSCH;
sensor_baro->info.model = "bmp280_bora";
sensor_baro->info.unit = RT_SENSOR_UNIT_PA;
sensor_baro->info.intf_type = RT_SENSOR_INTF_I2C;
sensor_baro->info.range_max = 110000;
sensor_baro->info.range_min = 30000;
sensor_baro->info.period_min = 5;
rt_memcpy(&sensor_baro->config, cfg, sizeof(struct rt_sensor_config));
sensor_baro->ops = &sensor_ops;
result = rt_hw_sensor_register(sensor_baro, name, RT_DEVICE_FLAG_RDWR, RT_NULL);
if (result != RT_EOK)
{
LOG_E("device register err code: %d", result);
goto __exit;
}
}
LOG_I("sensor init success");
return RT_EOK;
__exit:
if (sensor_temp)
rt_free(sensor_temp);
if (sensor_baro)
rt_free(sensor_baro);
if (bmp_dev)
rt_free(bmp_dev);
return -RT_ERROR;
}
5.DEBUG 方法
在代码添加完成后，可以通过添加命令行的方式，进行sensor设备的基本功能验证。
添加 命令行函数int cmd_xxx(int argc, char *argv[]); 然后使用FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS 方法，将函数注册成finsh命令。
在命令行函数中应该包含一下几个方法：
Sensor 初始化—包括 接口初始化，设备地址检查；
寄存器读写—通过I2C/SPI等接口，实现SENSOR内部寄存器的读写操作。
Sensor 相关功能验证，这个与具体sensor的类型有关，比如气压传感器要能获取准确的气压，温度传感器获取温度，加速度传感器获取速度信息等。
下面是气压传感器BMP280 的命令行实现部分代码：
#define DRV_BMP280_TEST
#ifdef DRV_BMP280_TEST
#include <string.h>
int cmd_bmpt(int argc, char *argv[])
{
int32_t temp, pres, alti;
if (argc < 2)
{
LOG_I("Invalid parameter!\n");
return 1;
}
if (strcmp(argv[1], "-open") == 0)
{
uint8_t res = BMP280_Init();
if (BMP280_RET_OK == res)
{
BMP280_open();
LOG_I("Open bmp280 success\n");
}
else
LOG_I("open bmp280 fail\n");
}
if (strcmp(argv[1], "-close") == 0)
{
BMP280_close();
LOG_I("BMP280 closed\n");
}
if (strcmp(argv[1], "-r") == 0)
{
uint8_t rega = atoi(argv[2]) & 0xff;
uint8_t value;
BMP280_ReadReg(rega, 1, &value);
LOG_I("Reg 0x%x value 0x%x\n", rega, value);
}
if (strcmp(argv[1], "-tpa") == 0)
{
temp = 0;
pres = 0;
alti = 0;
BMP280_CalTemperatureAndPressureAndAltitude(&temp, &pres, &alti);
LOG_I("Get temperature = %.1f\n", (float)temp / 10);
LOG_I("Get pressure= %.2f\n", (float)pres / 100);
LOG_I("Get altitude= %.2f\n", (float)alti / 100);
}
if (strcmp(argv[1], "-bps") == 0)
{
struct rt_i2c_configuration cfg;
int bps = atoi(argv[2]);
cfg.addr = 0;
cfg.max_hz = bps;
cfg.mode = 0;
cfg.timeout = 5000;
rt_i2c_configure(i2cbus, &cfg);
LOG_I("Config BMP I2C speed to %d\n", bps);
}
return 0;
}
FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS(cmd_bmpt, __cmd_bmpt, Test driver bmp280);
#endif //DRV_BMP280_TEST