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

android 电池（一）：锂电池基本原理篇



android 电池（二）：android关机充电流程、充电画面显示


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]
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static const struct i2c_device_id pm2301_id[] = {
{ "pm2301", 0 },
{ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, pm2301_id);

static struct i2c_driver pm2301_i2c_driver = {
.driver = {
.name = "pm2301",
},
.probe = pm2301_probe,
.remove = __devexit_p(pm2301_remove),
.suspend = pm2301_suspend,
.resume = pm2301_resume,
.id_table = pm2301_id,
};

static int __init pm2301_init(void)
{
printk(KERN_INFO "pm2301_init !!\n");
return i2c_add_driver(&pm2301_i2c_driver);
}
module_init(pm2301_init);

（2）、平台驱动部分

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

[cpp]
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static struct i2c_board_info i2c_devs1[] __initdata = {

…………
#ifdef CONFIG_CHARGER_PM2301
{
I2C_BOARD_INFO("pm2301", 0x2c),
.platform_data = &pm2301_platform_data,
},
#endif
…………
};

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

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

（1）、硬件接口初始化

[cpp]
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static int pm2301_hw_init(void)
{
printk("pm2301_hw_init !!\n");

if (gpio_request(GPIO_CHARGER_ONLINE, "GPIO_CHARGER_ONLINE")) {
printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_ONLINE request port error!\n", __func__);
goto err_gpio_failed;
} else {
s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_ONLINE, S3C_GPIO_PULL_NONE);
s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_ONLINE, S3C_GPIO_SFN(0));
gpio_direction_input(GPIO_CHARGER_ONLINE);
gpio_free(GPIO_CHARGER_ONLINE);
}

if (gpio_request(GPIO_CHARGER_STATUS, "GPIO_CHARGER_STATUS")) {
printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_STATUS request port error!\n", __func__);
goto err_gpio_failed;
} else {
s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_STATUS, S3C_GPIO_PULL_NONE);
s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_STATUS, S3C_GPIO_SFN(0));
gpio_direction_input(GPIO_CHARGER_STATUS);
gpio_free(GPIO_CHARGER_STATUS);
}

if (gpio_request(GPIO_CHARGER_ENABLE, "GPIO_CHARGER_ENABLE")) {
printk(KERN_ERR "%s :GPIO_CHARGER_ENABLE request port error!\n", __func__);
goto err_gpio_failed;
} else {
s3c_gpio_setpull(GPIO_CHARGER_ENABLE, S3C_GPIO_PULL_NONE);
s3c_gpio_cfgpin(GPIO_CHARGER_ENABLE, S3C_GPIO_SFN(1));
gpio_direction_output(GPIO_CHARGER_ENABLE, 0);
gpio_free(GPIO_CHARGER_ENABLE);
}

if (gpio_request(GPIO_PM2301_LP, "GPIO_PM2301_LP")) {
printk(KERN_ERR "%s :GPIO_PM2301_LP request port error!\n", __func__);
goto err_gpio_failed;
} else {
s3c_gpio_setpull(GPIO_PM2301_LP, S3C_GPIO_PULL_NONE);
s3c_gpio_cfgpin(GPIO_PM2301_LP, S3C_GPIO_SFN(1));
gpio_direction_output(GPIO_PM2301_LP, 1);
gpio_free(GPIO_PM2301_LP);
}

return 1;

err_gpio_failed:
return 0;
}

（2）、结构体初始化

Include/linux/pm2301_charger.h

[cpp]
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#define GPIO_CHARGER_ONLINE EXYNOS4_GPX0(7)//对应控制脚的主控接口
#define GPIO_CHARGER_STATUS EXYNOS4_GPX1(3)
#define GPIO_CHARGER_ENABLE EXYNOS4_GPL2(0)
#define GPIO_PM2301_LP EXYNOS4_GPX1(7)
struct pm2301_platform_data {
int (*hw_init)(void);
int gpio_enn;
int gpio_wakeup;
int gpio_irq;
int gpio_lpn;
};
extern int pm2301_get_online(void);
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]
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static int __devinit pm2301_probe(struct i2c_client *client,
const struct i2c_device_id *id)
{
struct i2c_adapter *adapter = to_i2c_adapter(client->dev.parent);
struct pm2301_chip *chip;
int ret;
printk(KERN_INFO "PM2301 probe !!\n");
//（1）、前面这部分是对IIC的初始化；
if (!i2c_check_functionality(adapter, I2C_FUNC_SMBUS_BYTE))
return -EIO;

chip = kzalloc(sizeof(*chip), GFP_KERNEL);

if (!chip)
return -ENOMEM;

g_chip = chip;
chip->client = client;
chip->pdata = client->dev.platform_data;
i2c_set_clientdata(client, chip);

/* Hardware Init for PM2301 */
if (chip->pdata->hw_init && !(chip->pdata->hw_init())) {
dev_err(&client->dev, "hardware initial failed.\n");
goto err_hw_failed;
}

mutex_init(&i2c_lock);
//（2）、初始化两个队列
INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_online, pm2301_online_work);
INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_status, pm2301_ststus_work);
//（3）、中断线程化
chip->irq_online = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_wakeup);
chip->irq_status = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_irq);
/* Request IRQ for PM2301 */
ret = request_threaded_irq(chip->irq_online,
NULL, pm2301_dcin,
IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,
"PM2301 DC IN", chip);

if (ret) {
printk(KERN_ERR "Cannot request irq %d for DC (%d)\n",
chip->irq_online, ret);
goto err_hw_failed;
}

#ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ

ret = request_threaded_irq(chip->irq_status,
NULL, pm2301_status,
IRQF_TRIGGER_FALLING,
"PM2301 STATUS", chip);

if (ret) {
printk(KERN_ERR "Cannot request irq %d for CHARGE STATUS (%d)\n",
chip->irq_status, ret);
goto err_hw_failed;
}
#endif

charger_initial = 1;
g_has_charged = 0;
g_has_charging_full_or_stop = 0;

#ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ
/* Set wakeup source for online pin*/
irq_set_irq_wake(chip->irq_status, 1);
#endif
/* Set wakeup source for online pin*/
irq_set_irq_wake(chip->irq_online, 1);

/* Init default interrupt route for PM2301 */
pm2301_reg_init(chip->client);
/* Init online & status value */
chip->online = pm2301_charger_online(chip);
g_pm2301_online = chip->online; /* Sync to global */
pm2301_charger_enable(chip->client, chip->online);
pm2301_charger_status(chip);

printk(KERN_INFO "PM2301 probe success!!\n");
return 0;
err_hw_failed:
dev_err(&client->dev, "failed: power supply register\n");
i2c_set_clientdata(client, NULL);
kfree(chip);
return ret;
}

(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]
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INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work_online, pm2301_online_work);
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]
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chip->irq_online = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_wakeup);
chip->irq_status = gpio_to_irq(chip->pdata->gpio_irq);

看到这里是否想起：

[cpp]
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static struct pm2301_platform_data pm2301_platform_data = {
　　　　………………
.gpio_lpn = GPIO_PM2301_LP,
.gpio_irq = GPIO_CHARGER_STATUS,
.gpio_enn = GPIO_CHARGER_ENABLE,
.gpio_wakeup = GPIO_CHARGER_ONLINE,
};

#define GPIO_CHARGER_ONLINE EXYNOS4_GPX0(7)
#define GPIO_CHARGER_STATUS EXYNOS4_GPX1(3)
#define GPIO_CHARGER_ENABLE EXYNOS4_GPL2(0)
#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]
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/* Request IRQ for PM2301 */
ret = request_threaded_irq(chip->irq_online,
NULL, pm2301_dcin,
IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,
"PM2301 DC IN", chip);

当有插入DC中断出发时调用：

[cpp]
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static irqreturn_t pm2301_dcin(int irq, void *_data)
{
struct pm2301_chip *chip = _data;
schedule_delayed_work(&chip->work_online, PM2301_DELAY);
return IRQ_HANDLED;
}

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

[cpp]
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static void pm2301_online_work(struct work_struct *work)
{
struct pm2301_chip *chip;
chip = container_of(work, struct pm2301_chip, work_online.work);
int new_online = pm2301_charger_online(chip);

if (chip->online != new_online) {
chip->online = new_online;
g_pm2301_online = chip->online; /* Sync to global */
pm2301_charger_enable(chip->client, chip->online);//①、初始化充电IC；
#ifdef PM2301_REPORT_STATUS_BY_IRQ

/*To avoid status pin keep low*/
schedule_delayed_work(&chip->work_status, 1000);
#endif
#if defined(CONFIG_BATTERY_MAX17040)
TriggerGasgaugeUpdate();//②、把DC状态更新到max17040;
#endif
}
}

①、初始化电IC

这里面主要是写一些寄存器

[cpp]
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static void pm2301_charger_enable(struct i2c_client *client, int online)
{
if (online) { /* Enabled Charging*/
int batt_capacity = 0;
batt_capacity = GetGasgaugeCapacity();
/* Don't start charging if battery capacity above 95% when DC plug in*/
if(0) {
//if( batt_capacity >= 95 ) {
pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x02);
pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00); /* always keep the register to 0 */
} else {
pm2301_write_reg(client, 0x00, 0x01); /* force resume of charging */
pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x06); /* ChEn=1, AutoResume=1 */
pm2301_write_reg(client, 0x05, 0x7A); /* ChEoccurrentLevel:150mA, ChPrechcurrentLevel:100mA, ChCCcurrentLevel:1000mA/2000mA */
pm2301_write_reg(client, 0x06, 0x0A); /* ChVersumeVot:3.6V ChPrechVoltLevel:2.9V */
pm2301_write_reg(client, 0x07, 0x1E); /* ChVoltLevel:4.25V */
pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00); /* always keep the register to 0 */
}
g_has_charged = 1;
} else { /* Disable Charging*/
pm2301_write_reg(client, 0x01, 0x02);
pm2301_write_reg(client, 0x26, 0x00); /* always keep the register to 0 */
g_has_charged = 0;
}
}

②、把DC状态更新到max17040

[cpp]
view plaincopy

TriggerGasgaugeUpdate()

插入DC这部流程如下：