【转】android电池（四）：电池 电量计(MAX17040)驱动分析篇

关键词：android 电池  电量计  MAX17040 任务初始化宏 power_supply

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)

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完整驱动代码&规格书下载：MAX17040_PL2301

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android电池（四）：电池 电量计(MAX17040)驱动分析篇

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电池电量计，库仑计，用max17040这颗电量IC去计量电池电量，这种方法比较合理。想起比较遥远的年代，做samsung s5pc110/sp5v210的时候，计量电量用一个AD口加两个分压电阻就做了，低电量的时候系统一直判断不准确，“低电关机”提示一会有，一会没有，客户那个郁闷呀，“到底是有电还是没电？”。

如下图，通过两个分压电阻，和一个AD脚去侦测VCC（电池）电压。

一、MAX17040的工作原理

电量计MAX17040，他通过芯片去测量电池电量，芯片本身集成的电路比较复杂，同时可以通过软件上的一些算法去实现一些处理，是测量出的电量更加准确。还有一个好处，就是他之接输出数字量，通过IIC直接读取，我们在电路设计、程序处理上更加的统一化。

如下图所示，MAX17040和电池盒主控的关系，一个AD脚接到电池VBAT+，检测到的电量信息，通过IIC传到主控。

下面是电路图，电路接口比较简单，VBAT+，接到max17040的CELL，IIC接到主控的IIC2接口，这个我们在程序中要配置。看这个器件比较简单吧。

看下max17040的内部结构，其实这也是一个AD转换的过程，单独一颗芯片去实现，这样看起来比较专业些。CELL接口，其实就是一个ADC转换的引脚，我们可以看到芯片内部有自己的时钟（time base）,IIC控制器之类的，通过CELL采集到的模拟量，转换成数字量，传输给主控。

通过上面的介绍Max17040的硬件、原理我们基本上都了解了，比较简单，下面我们就重点去分析下驱动程序。

二、MAX17040 总体流程

电量计的工作流程比较简单，max17040通过CELL ADC转换引脚，把电池的相关信息，实时读取，存入max17040相应的寄存器，驱动申请一个定时器，记时结束，通过IIC去读取电池状态信息，和老的电池信息对比，如果用变化上报，然后重新计时；这样循环操作,流程如下所示：

三、MAX17040这个电量计驱动，我们主要用到以下知识点

1、IIC的注册（这个在TP、CAMERA中都有分析）；

2、linux 中定时器的使用；

3、任务初始化宏；

4、linux定时器调度队列；

5、max17040测到电量后如何上传到系统（这个电池系统中有简要的分析）；

6、AC、USB充电状态的上报，这个和电池电量是一种方法。

7、电池曲线的测量与加入；

1、IIC的注册

IIC这个总线，在工作中用的比较多，TP、CAMERA、电量计、充电IC、音频芯片、电源管理芯片、基本所有的传感器，所以这大家要仔细看下，后面有时间的话单独列一片介绍下IIC，从单片机时代都用的比较多，看来条总线的生命力很强，像C语言一样，很难被同类的东西替代到，至少现在应该是这样的。

看下他结构体的初始化与驱动的申请，这个比较统一，这里就不想想解释了。

（1）、IIC驱动的注册：

static const struct i2c_device_id max17040_id[] = {
    { "max17040",  },
    { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, max17040_id);

static struct i2c_driver max17040_i2c_driver = {
    .driver    = {
        .name    = "max17040",
    },
    .probe        = max17040_probe,
    .remove        = __devexit_p(max17040_remove),
    .suspend    = max17040_suspend,
    .resume        = max17040_resume,
    .id_table    = max17040_id,
};

static int __init max17040_init(void)
{
    printk("MAX17040 max17040_init !!\n");
    wake_lock_init(&vbus_wake_lock, WAKE_LOCK_SUSPEND, "vbus_present");
    return i2c_add_driver(&max17040_i2c_driver);
}
module_init(max17040_init);

（2）在arch/arm/mach-exynos/mach-smdk4x12.c中，IC平台驱动的注册：

static struct i2c_board_info i2c_devs2[] __initdata = {
#if defined(CONFIG_BATTERY_MAX17040)
    {
        I2C_BOARD_INFO("max17040", 0x36),//IIC地址；
        .platform_data = &max17040_platform_data,
    },
#endif
……………………
};

下图就是我们IIC驱动注册生成的文件；

/sys/bus/i2c/drivers/max17040

2、linux 中定时器的使用

定时器，就是定一个时间， 比如：申请一个10秒定时器,linux系统开始计时，到10秒，请示器清零重新计时并发出信号告知系统计时完成，系统接到这个信号，做相应的处理；

#include <linux/delay.h>
#define MAX17040_DELAY            msecs_to_jiffies(5000)

3、任务初始化宏

任务结构体的初始化完成后，接下来要将任务安排进工作队列。 可采用多种方法来完成这一操作。 首先，利用 queue_work 简单地将任务安排进工作队列（这将任务绑定到当前的 CPU）。 或者，可以通过 queue_work_on 来指定处理程序在哪个 CPU 上运行。 两个附加的函数为延迟任务提供相同的功能（其结构体装入结构体 work_struct 之中，并有一个 计时器用于任务延迟 ）。

4、linux定时器调度队列

5、max17040测到电量后如何上传到系统（这个电池系统中有简要的分析）；

4中的定时器记时完成，就可以调度队列，chip->work执行:max17040_work函数，把改读取的信息上传，我们看下max17040_work函数的实现：

（1）、保存老的电池信息，如电量、AC、USB是否插入

（2）、读取电池新的状态信息

    max17040_get_online(chip->client);//读取是否有AC插入；
    max17040_get_vcell(chip->client);//读取电池电压；（这个地方原来写错，多谢细心网友，更正！！）
    max17040_get_soc(chip->client);//读取电池电量；
    max17040_get_status(chip->client);//读取状态；

（3）、如果电池信息有变化，就上报系统

    if ((old_vcell != chip->vcell) || (old_soc != chip->soc)) {
        /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for battery\n"); */
        power_supply_changed(&chip->battery);
    }

power_supply_changed这个函数比较重要， 我们后面分析；

（4）、如果用PM2301充电IC，USB充电功能不用

这个是由于我们的系统耗电比较大，用USB充电时，电流过小，所以出现越充越少的现象，所以这个功能给去掉了。

（5）、如果有DC插入，则跟新充电状态

　　　　power_supply_changed(&chip->ac);

6、AC、USB充电状态怎么更新到应用

如上面所说，通过power_supply_changed上报；

7、电池曲线的测量与加入

电池曲线，就是电池的冲放电信息，就是用专业的设备，对电池连续充放电几天，测出一个比较平均的值。然后转换成针对电量IC（如我们用的max17040）的数字量，填入一个数组中，如下图所示：

下面数据时针对电池曲线的数字量，和相关参数。如上图所示，为160小时的电池信息，包括：不同颜色分别代表不同的曲线：如temperature ,reference SOC ,fuel gauge SOC,Vcell,Empty Voltage

数据表格如下：

加入驱动中的值：

/driver/power/max17040_common.c中

四、驱动分析

1、Probe函数分析

上面我们简单了解驱动中用到的主要知识点，后面我们把这些点串起来，驱动还是从probe说起；

static int __devinit max17040_probe(struct i2c_client *client,
                                    const struct i2c_device_id *id)
{
    struct i2c_adapter *adapter = to_i2c_adapter(client->dev.parent);
    struct max17040_chip *chip;
    int ret;
    printk("MAX17040 probe !!\n");

    if (!i2c_check_functionality(adapter, I2C_FUNC_SMBUS_BYTE))
        return -EIO;

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

    if (!chip)
        return -ENOMEM;

    g_chip = chip;
    g_i2c_client = client;//（1）、IIC 驱动部分client 申请；

    chip->client = client;
    chip->pdata = client->dev.platform_data;
    i2c_set_clientdata(client, chip);
    chip->battery.name        = "battery";//（2）、chip name；
    chip->battery.type        = POWER_SUPPLY_TYPE_BATTERY;
    chip->battery.get_property    = max17040_get_property;//（3）、获取电池信息；
    chip->battery.properties    = max17040_battery_props;//（4）、电池各种信息；
    chip->battery.num_properties    = ARRAY_SIZE(max17040_battery_props);
    chip->battery.external_power_changed = NULL;
    ret = power_supply_register(&client->dev, &chip->battery);//（5）、battery加入power_supply
    if (ret)
        goto err_battery_failed;

    chip->ac.name        = "ac"
    chip->ac.type        = POWER_SUPPLY_TYPE_MAINS;
    chip->ac.get_property    = adapter_get_property;
    chip->ac.properties    = adapter_get_props;
    chip->ac.num_properties    = ARRAY_SIZE(adapter_get_props);
    chip->ac.external_power_changed = NULL;
    ret = power_supply_register(&client->dev, &chip->ac);//（6）、和battery相似，把ac加入power_supply
    if (ret)
        goto err_ac_failed;

#if !defined(CONFIG_CHARGER_PM2301)
    chip->usb.name        = "usb";
    chip->usb.type        = POWER_SUPPLY_TYPE_USB;
    chip->usb.get_property    = usb_get_property;
    chip->usb.properties    = usb_get_props;
    chip->usb.num_properties    = ARRAY_SIZE(usb_get_props);
    chip->usb.external_power_changed = NULL;
    ret = power_supply_register(&client->dev, &chip->usb);//（7）、和battery相似，把usb加入power_supply
    if (ret)
        goto err_usb_failed;

    if (chip->pdata->hw_init && !(chip->pdata->hw_init())) {
        dev_err(&client->dev, "hardware initial failed.\n");
        goto err_hw_init_failed;
    }
#endif

#ifdef MAX17040_SUPPORT_CURVE
     g_TimeCount = ;
     handle_model();
#endif
    max17040_get_version(client);
    battery_initial = ;

    INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work, max17040_work);//（8）、任务宏初始化，max17040加入chip->work队列；
    schedule_delayed_work(&chip->work, MAX17040_DELAY);//（9）、通过定时器调度队列；

    printk("MAX17040 probe success!!\n");
    return ;

err_hw_init_failed:
    power_supply_unregister(&chip->usb);
err_usb_failed:
    power_supply_unregister(&chip->ac);
err_ac_failed:
    power_supply_unregister(&chip->battery);
err_battery_failed:
    dev_err(&client->dev, "failed: power supply register\n");
    i2c_set_clientdata(client, NULL);
    kfree(chip);
    return ret;
}

（1）、IIC 驱动部分client 申请；

（2）、chip name；

（3）、获取电池信息；

通过传递下来的参数，来读取结构体中相应的状态，这个函数实现比较简单。

（4）电池各种信息

static enum power_supply_property max17040_battery_props[] = {
            POWER_SUPPLY_PROP_PRESENT,
            POWER_SUPPLY_PROP_STATUS,
            /*POWER_SUPPLY_PROP_ONLINE,*/
            POWER_SUPPLY_PROP_VOLTAGE_NOW,
            POWER_SUPPLY_PROP_CAPACITY,
            POWER_SUPPLY_PROP_TECHNOLOGY,
            POWER_SUPPLY_PROP_HEALTH,
            POWER_SUPPLY_PROP_TEMP,
        };

（5）、battery加入power_supply；

（6）、和battery相似，把ac加入power_supply；

（7）、和battery相似，把usb加入power_supply；

（8）、max17040加入chip->work队列；

前面已经分析；

（9）、通过定时器调度队列；

前面已经分析；

2、power_supply_changed简要分析

如：把电池电量信息上报：我们在max17040_work队列调度函数中， 如果有电池信息、状态变化，则上用power_supply_changed上报。

power_supply_changed(&chip->battery);

Kernel/drivers/power/power_supply_core.c中：