android电池（四）：电池 电量计(MAX17040)驱动分析篇

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 直接 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，驱动里 首先 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 有变化，那么上报信息，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", 0 },
    { }
};
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 !!
");
    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，定时器 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

INIT_WORK(work,func);
INTI_DELAYED_WORK(work,func);
INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(work,func);

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 ）。

INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work, max17040_work);
调度函数 max17040_work加入chip->work队列；

4、linux定时器调度队列

INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(&chip->work, max17040_work);
schedule_delayed_work(&chip->work, MAX17040_DELAY);
通过定时器调度队列；

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：

static void max17040_work(struct work_struct *work)
{
    struct max17040_chip *chip;
    int old_usb_online, old_online, old_vcell, old_soc;
    chip = container_of(work, struct max17040_chip, work.work);

#ifdef MAX17040_SUPPORT_CURVE
    /* The module need to be update per hour (60*60)/3 = 1200 */
    if (g_TimeCount >= 1200) {
        handle_model(0);
        g_TimeCount = 0;
    }
    g_TimeCount++;
#endif

    old_online = chip->online;//（1）、保存老的电池信息，如电量、AC、USB是否插入；
    old_usb_online = chip->usb_online;
    old_vcell = chip->vcell;
    old_soc = chip->soc;
    max17040_get_online(chip->client);//（2）、读取电池新的状态信息
    max17040_get_vcell(chip->client);
    max17040_get_soc(chip->client);
    max17040_get_status(chip->client);

    if ((old_vcell != chip->vcell) || (old_soc != chip->soc)) {//（3）、如果电池信息有变化，就上报系统；
        /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for battery
"); */
        power_supply_changed(&chip->battery);
    }

#if !defined(CONFIG_CHARGER_PM2301)//（4）、如果用PM2301充电IC，USB充电功能不用；
    if (old_usb_online != chip->usb_online) {
        /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for usb
"); */

        power_supply_changed(&chip->usb);
    }
#endif

    if (old_online != chip->online) {//（5）、如果有DC插入，则更新充电状态；
        /* printk(KERN_DEBUG "power_supply_changed for AC
"); */
        power_supply_changed(&chip->ac);
    }

    schedule_delayed_work(&chip->work, MAX17040_DELAY);
}

（1）、保存老的电池信息，如电量、AC、USB是否插入

old_online = chip->online;
old_usb_online = chip->usb_online;
old_vcell = chip->vcell;
old_soc = chip->soc;

（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
"); */
    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；