RC 522模块在LINUX平台调试笔记

iamstar

　　
　　硬件平台：
　　1 主控：SMDK Exynos4412 POP S5M8767A
　　2 RFID模块：君盾集团提供的RC522模块
　　3 通信接口：SPI
　　软件平台：Android ICS & kernel version 3.0.15
　　
一，使能主控端SPI
1 硬件使能：
从SMDK原理图上可以看到SPI0与I2C共用，SPI1已经连接到其它设备，SPI2未用，故这里选用SPI2。



2 软件使能：
SMDK Exynos4412 主控端已经配置好了SPI接口，使用时只需打开宏CONFIG_S3C64XX_DEV_SPI即可。
　　         打开方式：make menuconfigàDevice DriversàSPI supportàSamsung S3C64XX series type SPI.
编译后生成zImage，烧录进开发板。
　　
二，测试主控端SPI
主控端SPI已经打开，接下来可以用一个通用的SPI驱动来测试主控端SPI硬件是否能正常工作。
以模块的方式编译：drivers/spi/spidev.c，生成spidev.ko，便是通用的设备端SPI驱动程序。
编译测试程序：Documentation/spi/spidev_test.c，先修改第32行： static const char *device = "/dev/spidev1.1"的设备为“/dev/spidev2.0”,然后再以应用程序的方式来编译，生成spidev_test，即为对应SPI的测试程序。
通过串口，赋予root权限和系统可读写权限：
shell@android:/ $ su root
shell@android:/ # mount -o remount -rw /system
[  391.423930] EXT4-fs (mmcblk0p2): re-mounted. Opts: (null)
shell@android:/ #
通过adb把spidev.ko和spidev_test push到开发板：



加载驱动：
shell@android:/system # insmod spidev.ko
把MISO和MOSI短路，即自发自收，然后再执行测试程序：



如上图所示，说明能通过SPI收发数据；如果全部显示为0，则说明SPI未正常工作。接下来可以放心地去调试我们的RC522模块了。

三，RC522设备端驱动调试
上面的实验已经证明了主控的SPI可以正常工作，接下来可以正式调试RC522了。――这里假设你的rfid_rc522驱动已经写好，现在只需要去调试――如果驱动没有写好，请看另一篇Blog。
1 打开与开发板相关的文件：arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c
由于使用的spi2，故要修改board_info里的modalias = “rfid_rc522”，与驱动里的spi_drviver.name相匹配，否则probe函数不成功。

• 988 static struct spi_board_info spi2_board_info[] __initdata = {
  
• 
  
• 989 {
  
• 
  
• 990 .modalias = "rfid_rc522",
  
• 
  
• 991 .platform_data = NULL,
  
• 
  
• 992 .max_speed_hz = 10*1000*1000,
  
• 
  
• 993 .bus_num = 2,
  
• 
  
• 994 .chip_select = 0,
  
• 
  
• 995 .mode = SPI_MODE_0,
  
• 
  
• 996 .controller_data = &spi2_csi[0],
  
• 
  
• 997 }
  
• 
  
• 998 };
  

2 重新编译内核，并烧录到开发板。
3 编译rc522驱动程序，并通过adb usb把生成的rfid_rc522.ko copy到开发板系统的/system目录下，然后 insmod rfid_rc522.ko, 这样驱动就以模块的形式加载进了内核系统。加载成功后，在/dev 目录下就会有rfid_rc522_dev这个目录。




四，应用程序
驱动中的write函数为：
rc522_write (struct file *filp, const char *buf, size_t count, loff_t *f_pos)；
用户空间的应用程序write函数为：
write(rc522_fd, bufpw1, sizeof(bufpw1));
二者如何联系的呢？
其实应用程序中的write函数通过调用操作系统中的核心函数sys_write(unsigned int fd, const char * buf, size_t count)来实现，而sys_write（）函数又对驱动中的rc522_write()进行了封装。
//摘自论坛开始
下面以字符设备驱动来具体说明：
1，insmod驱动程序。驱动程序申请次设备名和主设备号，这些可以在/proc/devieces中获得。
2，从/proc/devices中获得主设备号，并使用mknod命令建立设备节点文件。这是通过主设备号将设备节点文件和设备驱动程序联系在一起。设备节点文件中的file属性中指明了驱动程序中fops方法实现的函数指针。
3，用户程序使用open打开设备节点文件，这时操作系统内核知道该驱动程序工作了，就调用fops方法中的open函数进行相应的工作。open方法一般返回的是文件标示符，实际上并不是直接对它进行操作的，而是有操作系统的系统调用在背后工作。
4，当用户使用write函数操作设备文件时，操作系统调用sys_write函数，该函数首先通过文件标示符得到设备节点文件对应的inode指针和flip指针。inode指针中有设备号信息，能够告诉操作系统应该使用哪一个设备驱动程序，flip指针中有fops信息，可以告诉操作系统相应的fops方法函数在那里可以找到。
5，然后这时sys_write才会调用驱动程序中的write方法来对设备进行写的操作。
其中1-3都是在用户空间进行的，4-5是在内核空间进行的。用户的write函数和操作系统的write函数通过系统调用sys_write联系在了一起。
注意：
对于块设备来说，还存在写的模式的问题，这应该是由GNU C库来解决的，这里不予讨论，因为我没有看过GNU C库的源代码。
//摘自论坛结束

         应用程序源码如下：

• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• #include
  
• 
  
• 
  
• static enum IO_CMD {
  
• 
  
•     READ_CARD = 0,
  
• 
  
•     CHANGE_PASSWD = 1,
  
• 
  
•     CHANGE_BLOCK = 3,
  
• 
  
•     SET_RW_TIME = 4,
  
• 
  
•     WRITE_CARD = 5,
  
• 
  
• };
  
• 
  
• 
  
• int main(int argc, char** argv)
  
• 
  
• {
  
• 
  
•          int rc522_fd;
  
• 
  
•          int i, read_num;
  
• 
  
•          char r[256];
  
• 
  
• 
  
•          printf("test: rc522 %s %s\n", __DATE__, __TIME__);
  
• 
  
• 
  
• 
  
•          printf("test: before open rc522_fd\n");
  
• 
  
•          rc522_fd = open("/dev/rfid_rc522_dev", O_RDWR);
  
• 
  
• 
  
• 
  
•          printf("test: rc522_fd=%d\n", rc522_fd);
  
• 
  
•          if(rc522_fd == -1)
  
• 
  
•          {
  
• 
  
•                    printf("test: Error Opening rc522\n");
  
• 
  
•                    return(-1);
  
• 
  
•          }
  
• 
  
• printf("test: wait 01\n");
  
• 
  
•          sleep(1); //wait
  
• 
  
• printf("test: wait 02\n");
  
• 
  
• 
  
• /******* Never to open ********/
  
• 
  
• #if 0
  
• 
  
• // change password as:020202020202
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, CHANGE_BLOCK, 0);//参数3：选第0块
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, CHANGE_PASSWD, 0);
  
• 
  
•          char bufpw1[6] = {0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};
  
• 
  
• 
  
• 
  
•          write(rc522_fd, bufpw1, sizeof(bufpw1));
  
• 
  
• #endif
  
• 
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, CHANGE_BLOCK, 0);//参数3：选第0块
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, READ_CARD, 0);//参数3没用
  
• 
  
•          for(i = 0; i 0){
  
• 
  
•                                      printf("r=[0x%.2X]", r[0]);
  
• 
  
•                             }
  
• 
  
• 
  
• 
  
•                             printf("\n");
  
• 
  
•                             sleep(1);
  
• 
  
•          }
  
• 
  
• 
  
• 
  
• // write something to the card
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, CHANGE_BLOCK, 1);//参数3：选第2块
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, WRITE_CARD, 1);
  
• 
  
•          printf("before write card!\n");
  
• 
  
• 
  
• 
  
•          char buf[11] = "186653803xx";
  
• 
  
•          if(write(rc522_fd, buf,sizeof(buf)))
  
• 
  
•          {
  
• 
  
•                    printf("write error\n");
  
• 
  
•          }
  
• 
  
• // read block[1], just writed with
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, CHANGE_BLOCK, 1);//参数3：选第1块
  
• 
  
•          ioctl(rc522_fd, READ_CARD, 0);//参数3没用
  
• 
  
•          read_num = read(rc522_fd, r, 0);
  
• 
  
•          printf("read block[1]\n\n\n The number you just writed is: %s\n\n\n", r);
  
• 
  
• 
  
•          printf("test: close rc522_fd\n");
  
• 
  
•          close(rc522_fd);
  
• 
  
•          printf("test: exit rc522_fd\n");
  
• 
  
•          return 0;
  
• 
  
• }
  

应用程序编译的Makefile 如下：

• # Comment/uncomment the following line to disable/enable debugging
  
• 
  
• #DEBUG = y
  
• 
  
• DEST_BIN_DIR= drivers/
  
• 
  
• EXTRA_CFLAGS += -D_V3
  
• 
  
• #TESTFLAGS = -D_V3
  
• 
  
• 
  
• # Add your debugging flag (or not) to CFLAGS
  
• 
  
• ifeq ($(DEBUG),y)
  
• 
  
•   DEBFLAGS = -O -g -DSCULL_DEBUG # "-O" is needed to expand inlines
  
• 
  
• else
  
• 
  
•   DEBFLAGS = -O2
  
• 
  
• endif
  
• 
  
• 
  
• EXTRA_CFLAGS += $(DEBFLAGS)
  
• 
  
• EXTRA_CFLAGS += -I$(LDDINC)
  
• 
  
• EXTRA_CFLAGS += -DREV_VERSION=$(REV_VERSION)
  
• 
  
• LDFLAGS += --static
  
• 
  
• 
  
• all: test
  
• 
  
• clean:
  
• 
  
•          rm -rf test_rc522
  
• 
  
• 
  
• 
  
• cp:
  
• 
  
•          cp -f test_rc522 $(DEST_BIN_DIR)
  
• 
  
• mv:
  
• 
  
•          mv -f test_rc522 $(DEST_BIN_DIR)
  
• 
  
• test:
  
• 
  
•          arm-linux-gcc $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -O2 test_rc522.c -o test_rc522
  
• 
  
• depend .depend dep:
  
• 
  
•          $(CC) $(CFLAGS) -M *.c > .depend
  
• 
  
• ifeq (.depend,$(wildcard .depend))
  
• 
  
• include .depend
  
• 
  
• endif
  

测试时，把卡靠近RC522的天线区域，即可正常读到卡ID。




五，总结
本次调试比较顺利，遇到几个比较大的问题如下：
1 SMDK开发板SPI0通信有问题，开始一直以为驱动的问题，也不知道应该如何测试开发板SPI接口是否OK，在网上找了一些资料后发现SPI驱动可以通过内核自带的驱动模块和应用程序进行测试。
2 应用程序（测试程序）无法在开发板系统上运行，原因是链接库未设置成静态。
3 RC522中的VCC供电需要3.3V，MOSI，CLK等TTL高电平也是3.3V。但4412主控的GPIO输出的高电平全部是1.8V，故模块无法正常工作。由于是调试，故不可能加一个TTL电平转换的IC了。后来试着把VCC调低到2.6V，结果模块可以正常工作了。