RC 522模块在LINUX平台调试笔记

 

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 <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <errno.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <sys/time.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <fcntl.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <math.h>


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 < 3; i++) //读三次卡号

         {

                            read_num = read(rc522_fd, r, 0);

                            printf("test: i=%d read_num=%d ", i, read_num);

                            if(read_num > 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。