android电池（五）：电池 充电IC（PM2301）驱动分析篇

关键词：android 电池  电量计  PL2301任务初始化宏 power_supply 中断线程化

平台信息:
内核：linux2.6/linux3.0
系统：android/android4.0 
平台：samsung exynos 4210、exynos 4412 、exynos 5250

作者：xubin341719(欢迎转载，请注明作者)

欢迎指正错误，共同学习、共同进步！！

完整驱动代码&规格书下载:MAX17040_PL2301

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android 电池（三）：android电池系统

android电池（四）：电池 电量计(MAX17040)驱动分析篇

android电池（五）：电池 充电IC（PM2301）驱动分析篇

android充电这块，有的电源管理芯片内部包含充电管理，如s5pv210上常用的AT8937。我们这次用的max77686没有充电控制这块，所以我们加入一个充电IC来控制，选用PM2301.

一、PM2301和主控、电池的逻辑

如下图所示：


1、蓝色部分：IIC控制接口，这个说得太多了，好多外围器件都是通过IIC控制的，这个一定要熟悉、熟悉、熟烂了，然后可以完成比较多的工作。

2、黄色部分：中断、使能控制脚，CHG_STATUS（IRQ）、 DC_IN_INT（WAKE_UP） 、 PM2301_LP（LPN）、CHARGER_EN(ENN)控制引脚；

IRQ：充电IC的状态，如果有动作通知主控；

WAKE_UP：如果有DC插入，产生中断通知主控；

LPN：

ENN：充电IC使能;

3、PM2301 、电池、系统电压的大致逻辑

标号1：系统电压有PM2301提供；

标号2：PM2301给电池充电；

标号3：系统电压有电池提供；

标号：1和标号：3不同时提供电压给系统，中间有一个MOS管切换；分两种情况：

（1）、不插充电器时，有电池提供电压给系统，走通道标号：3给系统供电；

（2）、插入DC后，系统侦测到DC插入，把3的通道关闭，打开1给系统供电，同时有2给电池充电；

二、PM2301硬件电路

如下所示：


Q5这个MOS管，就是控制系统供电的，没有充电时，VBATT有VBAT+提供，充电时，VBATT有SENSE_COMM提供。

控制脚对应主控的引脚：

IIC 

IIC ID 为2

CHG_STATUS（IRQ）

 EXYNOS4_GPX1(3)

DC_IN_INT（WAKE_UP）

EXYNOS4_GPX0(7)

PM2301_LP（LPN）

EXYNOS4_GPX1(7)

CHARGER_EN(ENN)

EXYNOS4_GPL2(0)

下图为PM2301的参考电路解法，同样看到P1控制VSYSTEM电源部分的切换控制。


下图为整个电池充电的过程控制：

Trickle mode、Constant current mode (CC mode or fast charge mode)、Constant voltage mode (CV mode) 、End of charge feature


三、PL2301驱动部分

PL2301的硬件、工作原理做简单的解释，接下来我们分析驱动程序：

驱动用到知识点：

IIC的注册；

      任务初始化宏（在上一篇我们简单提过）；

中断线程化；

1、IIC的注册

这个和上一篇所说的电量计相似；

（1）、pm2301驱动部分

[cpp] view plaincopy
  1. static const struct i2c_device_id pm2301_id[] = {  
  2.     { "pm2301", 0 },  
  3.     { }  
  4. };  
  5. MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, pm2301_id);  
  6.   
  7. static struct i2c_driver pm2301_i2c_driver = {  
  8.     .driver = {  
  9.         .name   = "pm2301",  
  10.     },  
  11.     .probe      = pm2301_probe,  
  12.     .remove     = __devexit_p(pm2301_remove),  
  13.     .suspend    = pm2301_suspend,  
  14.     .resume     = pm2301_resume,  
  15.     .id_table   = pm2301_id,  
  16. };  
  17.   
  18. static int __init pm2301_init(void)  
  19. {  
  20.     printk(KERN_INFO "pm2301_init !!\n");  
  21.     return i2c_add_driver(&pm2301_i2c_driver);  
  22. }  
  23. module_init(pm2301_init);  

（2）、平台驱动部分

arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c

[cpp] view plaincopy
  1. static struct i2c_board_info i2c_devs1[] __initdata = {  
  2.   
  3. …………  
  4. #ifdef CONFIG_CHARGER_PM2301  
  5.     {  
  6.         I2C_BOARD_INFO("pm2301", 0x2c),  
  7.         .platform_data  = &pm2301_platform_data,  
  8.     },  
  9. #endif  
  10. …………  
  11. };  

下图就是我们IIC驱动注册生成的文件；

/sys/bus/i2c/drivers/pm2301

2、关于：pm2301_platform_data这个结构体

[cpp] view plaincopy
  1. static struct pm2301_platform_data pm2301_platform_data = {  
  2.     .hw_init = pm2301_hw_init,//（1）、硬件接口初始化化；  
  3.     .gpio_lpn = GPIO_PM2301_LP,//（2）、结构体初始化；  
  4.     .gpio_irq = GPIO_CHARGER_STATUS,  
  5.     .gpio_enn = GPIO_CHARGER_ENABLE,  
  6.     .gpio_wakeup = GPIO_CHARGER_ONLINE,  
  7. };  

arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c

（1）、硬件接口初始化

[cpp] view plaincopy
  1. static int pm2301_hw_init(void)  
  2. {  
  3.     printk("pm2301_hw_init !!\n");  
  4.   
  5.     if (gpio_request(GPIO_CHARGER_ONLINE, "GPIO_CHARGER_ONLINE"))   {  
  6.         printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_ONLINE request port error!\n", __func__);  
  7.         goto err_gpio_failed;  
  8.     } else {  
  9.         s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_ONLINE, S3C_GPIO_PULL_NONE);  
  10.         s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_ONLINE, S3C_GPIO_SFN(0));  
  11.         gpio_direction_input(GPIO_CHARGER_ONLINE);  
  12.         gpio_free(GPIO_CHARGER_ONLINE);  
  13.     }  
  14.   
  15.     if (gpio_request(GPIO_CHARGER_STATUS, "GPIO_CHARGER_STATUS"))   {  
  16.         printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_STATUS request port error!\n", __func__);  
  17.         goto err_gpio_failed;  
  18.     } else {  
  19.         s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_STATUS, S3C_GPIO_PULL_NONE);  
  20.         s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_STATUS, S3C_GPIO_SFN(0));  
  21.         gpio_direction_input(GPIO_CHARGER_STATUS);  
  22.         gpio_free(GPIO_CHARGER_STATUS);  
  23.     }  
  24.   
  25.   
  26.     if (gpio_request(GPIO_CHARGER_ENABLE, "GPIO_CHARGER_ENABLE"))   {  
  27.         printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_ENABLE request port error!\n", __func__);  
  28.         goto err_gpio_failed;  
  29.     } else {  
  30.         s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_ENABLE, S3C_GPIO_PULL_NONE);  
  31.         s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_ENABLE, S3C_GPIO_SFN(1));  
  32.         gpio_direction_output(GPIO_CHARGER_ENABLE, 0);  
  33.         gpio_free(GPIO_CHARGER_ENABLE);  
  34.     }  
  35.   
  36.     if (gpio_request(GPIO_PM2301_LP, "GPIO_PM2301_LP")) {  
  37.         printk(KERN_ERR "%s :GPIO_PM2301_LP request port error!\n", __func__);  
  38.         goto err_gpio_failed;  
  39.     } else {  
  40.         s3c_gpio_setpull(GPIO_PM2301_LP, S3C_GPIO_PULL_NONE);  
  41.         s3c_gpio_cfgpin(GPIO_PM2301_LP, S3C_GPIO_SFN(1));  
  42.         gpio_direction_output(GPIO_PM2301_LP, 1);  
  43.         gpio_free(GPIO_PM2301_LP);  
  44.     }  
  45.   
  46.     return 1;  
  47.   
  48. err_gpio_failed:  
  49.     return 0;  
  50. }  

（2）、结构体初始化

Include/linux/pm2301_charger.h

[cpp] view plaincopy
  1. #define GPIO_CHARGER_ONLINE     EXYNOS4_GPX0(7)//对应控制脚的主控接口  
  2. #define GPIO_CHARGER_STATUS     EXYNOS4_GPX1(3)  
  3. #define GPIO_CHARGER_ENABLE     EXYNOS4_GPL2(0)  
  4. #define GPIO_PM2301_LP          EXYNOS4_GPX1(7)  
  5. struct pm2301_platform_data {  
  6.     int (*hw_init)(void);  
  7.     int gpio_enn;  
  8.     int gpio_wakeup;  
  9.     int gpio_irq;  
  10.     int gpio_lpn;  
  11. };  
  12. extern int pm2301_get_online(void);  
  13. extern int pm2301_get_status(void);  

3、probe函数分析

如果你是初学者，建议多看程序，你会发现，其实驱动程序的格式大多都是相同的，如这个IIC 器件的， 队列、定时器之类的东西。

[cpp] view plaincopy
  1. static int __devinit pm2301_probe(struct i2c_client *client,  
  2.                                   const struct i2c_device_id *id)  
  3. {  
  4.     struct i2c_adapter *adapter = to_i2c_adapter(client->dev.parent);  
  5.     struct pm2301_chip *chip;  
  6.     int ret;  
  7.     printk(KERN_INFO "PM2301 probe !!\n");  
  8. //（1）、前面这部分是对IIC的初始化；  
  9.     if (!i2c_check_functionality(adapter, I2C_FUNC_SMBUS_BYTE))  
  10.         return -EIO;  
  11.   
  12.     chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);  
  13.   
  14.     if (!chip)  
  15.         return -ENOMEM;  
  16.   
  17.     g_chip = chip;  
  18.     chip->client = client;  
  19.     chip->pdata = client->dev.platform_data;  
  20.     i2c_set_clientdata(client, chip);  
  21.   
  22.     /* Hardware Init for PM2301 */  
  23.     if (chip->pdata->hw_init && !(chip->pdata->hw_init())) {  
  24.         dev_err(&client->dev, "hardware initial failed.\n");  
  25.         goto err_hw_failed;  
  26.     }  
  27.   
  28.     mutex_init(&i2c_lock);  
  29. //（2）、初始化两个队列  
  30.     INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_online, pm2301_online_work);  
  31.     INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_status, pm2301_ststus_work);  
  32. //（3）、中断线程化  
  33.     chip->irq_online = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_wakeup);  
  34.     chip->irq_status = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_irq);  
  35.     /* Request IRQ for PM2301 */  
  36.     ret = request_threaded_irq(chip->irq_online,  
  37.                                NULL, pm2301_dcin,  
  38.                                IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,  
  39.                                "PM2301 DC IN", chip);  
  40.   
  41.     if (ret) {  
  42.         printk(KERN_ERR "Cannot request irq %d for DC (%d)\n",  
  43.                chip->irq_online, ret);  
  44.         goto err_hw_failed;  
  45.     }  
  46.   
  47. #ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ  
  48.   
  49.     ret = request_threaded_irq(chip->irq_status,  
  50.                                NULL, pm2301_status,  
  51.                                IRQF_TRIGGER_FALLING,  
  52.                                "PM2301 STATUS", chip);  
  53.   
  54.     if (ret) {  
  55.         printk(KERN_ERR "Cannot request irq %d for CHARGE STATUS (%d)\n",  
  56.                chip->irq_status, ret);  
  57.         goto err_hw_failed;  
  58.     }  
  59. #endif  
  60.   
  61.   
  62.     charger_initial = 1;  
  63.     g_has_charged = 0;  
  64.     g_has_charging_full_or_stop = 0;  
  65.   
  66. #ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ  
  67.     /* Set wakeup source for online pin*/  
  68.     irq_set_irq_wake(chip->irq_status, 1);  
  69. #endif  
  70.     /* Set wakeup source for online pin*/  
  71.     irq_set_irq_wake(chip->irq_online, 1);  
  72.   
  73.     /* Init default interrupt route for PM2301 */  
  74.     pm2301_reg_init(chip->client);  
  75.     /* Init online & status value */  
  76.     chip->online = pm2301_charger_online(chip);  
  77.     g_pm2301_online = chip->online;  /* Sync to global */  
  78.     pm2301_charger_enable(chip->client, chip->online);  
  79.     pm2301_charger_status(chip);  
  80.   
  81.     printk(KERN_INFO "PM2301 probe success!!\n");  
  82.     return 0;  
  83. err_hw_failed:  
  84.     dev_err(&client->dev, "failed: power supply register\n");  
  85.     i2c_set_clientdata(client, NULL);  
  86.     kfree(chip);  
  87.     return ret;  
  88. }  

(1)、前面这部分是对IIC的初始化

这部分就不再多说了，搞来搞去都是这个老样子；

(2)、任务初始化宏

[cpp] view plaincopy
  1. INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_online, pm2301_online_work);  
  2. INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_status, pm2301_ststus_work);  

把pm2301_online_work加入队列chip->work_online, pm2301_ststus_work加入chip->work_status队列。

(3)、中断线程化  request_threaded_irq

为什么要提出中断线程化?
在 Linux 中，中断具有最高的优先级。不论在任何时刻，只要产生中断事件，内核将立即执行相应的中断处理程序，等到所有挂起的中断和软中断处理完毕后才能执行正常的任务，因此有可能造成实时任务得不到及时的处理。中断线程化之后，中断将作为内核线程运行而且被赋予不同的实时优先级，实时任务可以有比中断线程更高的优先级。这样，具有最高优先级的实时任务就能得到优先处理，即使在严重负载下仍有实时性保证。但是,并不是所有的中断都可以被线程化，比如时钟中断，主要用来维护系统时间以及定时器等，其中定时器是操作系统的脉搏，一旦被线程化，就有可能被挂起，这样后果将不堪设想，所以不应当被线程化。 

看下我们程序中如何把中断线程化的：

[cpp] view plaincopy
  1. chip->irq_online = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_wakeup);  
  2. chip->irq_status = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_irq);  

看到这里是否想起：

[cpp] view plaincopy
  1. static struct pm2301_platform_data pm2301_platform_data = {  
  2. 　　　　………………  
  3.     .gpio_lpn = GPIO_PM2301_LP,  
  4.     .gpio_irq = GPIO_CHARGER_STATUS,  
  5.     .gpio_enn = GPIO_CHARGER_ENABLE,  
  6.     .gpio_wakeup = GPIO_CHARGER_ONLINE,  
  7. };  
  8.   
  9. #define GPIO_CHARGER_ONLINE     EXYNOS4_GPX0(7)  
  10. #define GPIO_CHARGER_STATUS     EXYNOS4_GPX1(3)  
  11. #define GPIO_CHARGER_ENABLE         EXYNOS4_GPL2(0)  
  12. #define GPIO_PM2301_LP          EXYNOS4_GPX1(7)  

感觉申请个中断脚，这样有点费劲呀；

中断线程化：

[cpp] view plaincopy
  1. /* Request IRQ for PM2301 */  
  2. ret = request_threaded_irq(chip->irq_online,  
  3.                            NULL, pm2301_dcin,  
  4.                            IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,  
  5.                            "PM2301 DC IN", chip);  

当有插入DC中断出发时调用：

[cpp] view plaincopy
  1. static irqreturn_t pm2301_dcin(int irq, void *_data)  
  2. {  
  3.     struct pm2301_chip *chip = _data;  
  4.     schedule_delayed_work(&chip->work_online, PM2301_DELAY);  
  5.     return IRQ_HANDLED;  
  6. }  

Pm2301_dcin调度队列：chip->work_online执行：pm2301_online_work函数

[cpp] view plaincopy
  1. static void pm2301_online_work(struct work_struct *work)  
  2. {  
  3.     struct pm2301_chip *chip;  
  4.     chip = container_of(work, struct pm2301_chip, work_online.work);  
  5.     int new_online = pm2301_charger_online(chip);  
  6.   
  7.     if (chip->online != new_online) {  
  8.         chip->online = new_online;  
  9.         g_pm2301_online = chip->online;  /* Sync to global */  
  10.         pm2301_charger_enable(chip->client, chip->online);//①、初始化充电IC；  
  11. #ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ  
  12.   
  13.         /*To avoid status pin keep low*/  
  14.         schedule_delayed_work(&chip->work_status, 1000);  
  15. #endif  
  16. #if defined(CONFIG_BATTERY_MAX17040)  
  17.         TriggerGasgaugeUpdate();//②、把DC状态更新到max17040;  
  18. #endif  
  19.     }  
  20. }  

①、初始化电IC

这里面主要是写一些寄存器

[cpp] view plaincopy
  1. static void pm2301_charger_enable(struct i2c_client *client, int online)  
  2. {  
  3.     if (online) {   /* Enabled Charging*/  
  4.         int batt_capacity = 0;  
  5.         batt_capacity = GetGasgaugeCapacity();  
  6.         /* Don't start charging if battery capacity above 95% when DC plug in*/  
  7.         if(0) {  
  8.         //if( batt_capacity >= 95 ) {  
  9.             pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x02);  
  10.             pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00);   /* always keep the register to 0 */  
  11.         } else {  
  12.             pm2301_write_reg(client, 0x00, 0x01);   /* force resume of charging */  
  13.             pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x06);   /* ChEn=1, AutoResume=1 */  
  14.             pm2301_write_reg(client, 0x05, 0x7A);   /* ChEoccurrentLevel:150mA, ChPrechcurrentLevel:100mA, ChCCcurrentLevel:1000mA/2000mA */  
  15.             pm2301_write_reg(client, 0x06, 0x0A);   /* ChVersumeVot:3.6V ChPrechVoltLevel:2.9V */  
  16.             pm2301_write_reg(client, 0x07, 0x1E);   /* ChVoltLevel:4.25V */  
  17.             pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00);   /* always keep the register to 0 */  
  18.         }  
  19.         g_has_charged = 1;  
  20.     } else {    /* Disable Charging*/  
  21.         pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x02);  
  22.         pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00);   /* always keep the register to 0 */  
  23.         g_has_charged = 0;  
  24.     }  
  25. }  

②、把DC状态更新到max17040

[cpp] view plaincopy
  1. TriggerGasgaugeUpdate()  
插入DC这部流程如下：
posted @ 2014-02-08 09:58  点点爱梦  阅读(244)  评论(0)  编辑  收藏  举报