🛍️ 💳 🚺 Linux上的脉冲计数器（我们从VK-G4计数器获得有关气流的信息） 🚶🏼 👌 👨‍👩‍👦‍👦

在家庭自动化过程中，发现可用的VK-G4气体流量计具有一个有趣的功能：在初级放电装置中内置了一块磁铁，可以关闭安装在设备本身外部的簧片开关（即无需连接它即可）。煤气公司）。这甚至在柜台本身的护照上也有说明。没错，建议您使用“ IN-Z 61低频脉冲发生器”，但实际上，它只是安装在仪表上的磁簧开关，价格高昂。因此，决定使用最便宜的具有数字输出（即集成了施密特触发器）的霍尔传感器，而不是IN-Z 61。

从市场上购买了SS441A型霍尔传感器。根据SS44xA上的数据表，第三位数字对其磁敏感度进行编码，从而确定传感器在燃气表上的物理位置。
作为控制系统，我使用运行Linux（香草内核4.2+）的单板Banana PI计算机。 SS44xA的物理连接非常简单：我们
将输出（-）连接到公共电线；
输出（+）连接到+ 5V（而不是+ 3.3V）；
引脚（D）连接到GPIO端口，并通过4.7kΩ电阻拉至+ 3.3V。
但是，当我找不到可以仅计算给定GPIO端口上脉冲数的内核树内驱动程序时，我感到惊讶！我了解Linux不是实时操作系统，而只是计数低频脉冲...真的就是我遇到了这样的问题吗？
仔细查看了最新的内核资源后，发现了两个中间解决方案：

使用标准的UIO驱动程序。如果在应用程序中将这样的设备作为文件打开并写入相应的值，则从该设备进行的后续读取操作将被挂起，直到由于相应的GPIO上的信号电平变化而引起中断为止；
gpio_keys. GPIO «» (button) «» (switch), , .

使用这些解决方案中的任何一个都将需要守护程序应用程序，该应用程序必须处于活动状态才能执行脉冲计数。这不是最佳解决方案，因为如果由于某种原因完成了此操作，我们可以跳过一定数量的脉冲，这对于记账目的非常关键。因此，为了最小化风险，决定编写我们自己的设备驱动程序，该设备驱动程序可以直接在内核级别运行。
因此，满足：一个驱动程序，可使用设备树技术配置任意GPIO线上的脉冲计数。

前提条件

使用的Linux内核版本4.x或更高版本
用于构建它的内核头文件（通常位于目标系统上的/ usr / include / linux中）
-
Device Tree
Device Tree ( dtc)

对于我的工作，我使用来自Armbian的程序集，并且在他们的网站上，您还可以获取内核资源，并以此为基础编写了程序集。但是，原则上，对目标组件没有任何限制。
我不在这里描述外部模块的组装（以及什么？原则上，有很多这样的描述），因此我们相信您已经为内核组装了现成的counters.ko gpio-pulse.ko模块。我以Banana PI为例描述了进一步的过程，但可以类似地将其转移到任何其他平台。

打开连接器说明板在板上。我们对CON3连接器（GPIO接头）感兴趣。我们选择所需的任何触点并确定其功能（例如，我喜欢连接PH2插座端口的CON3连接器上的引脚12）。我们使用Allwinner A20数据表（GPIO多路复用功能表）进行检查-所选端口应支持中断的生成（在我的情况下，Multi 6列中为EINT2）。接下来，我们需要根据GPIO确定引脚号，该GPIO对应于选定的端口（PH2）。对我而言，直接在工作设备上确定它更容易：

＃grep'（PH2）'/sys/kernel/debug/pinctrl/1c20800.pinctrl/pinmux-pins
引脚226（PH2）：（MUX UNCLAIMED）（GPIO UNCLAIMED）

同时并确保该端口当前未被任何东西使用（MUX和GPIO UNCLAIMED）。

现在，您可以创建设备树配置。Linux内核的源代码在arch / arm / boot / dts文件夹中，提供了一些设备的示例，对于Banana，PI文件称为sun7i-a20-bananapi.dts，
在其中进行了以下更改：

/ {
        model = "Banana Pi BPI-M1";
        compatible = "sinovoip,bpi-m1", "allwinner,sun7i-a20";

...

        counters {
                compatible = "gpio-pulse-counter";
                gas-meter@0 {
                    label = "Gas meter";
                    pinctrl-names = "default";
                    pinctrl-0 = <&ext_counter_bananapi>;
                    /* CON3, pin 12: PH2 - pin 226 (Multi6 function: EINT2) */
                    /* bank: 226 / 32 = 7, pin into the bank 226 % 32 = 2 */
                    gpios = <&pio 7 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;
                    interrupt-parent = <&pio>;
                    interrupt-names = "counter-edge-falling";
                    interrupts = <2 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>; /* PH2 / EINT2 */
                };
        };

&pio {
        ...

        /* External counter */
        ext_counter_bananapi: counter_pins@0 {
                allwinner,pins = "PH2";
                allwinner,function = "gpio_in";
                allwinner,drive = <SUN4I_PINCTRL_10_MA>;
                allwinner,pull = <SUN4I_PINCTRL_NO_PULL>;
        };
};

节点中的gpios参数计算如下：

首先是指向pio标签的链接；
接下来是存储库编号，其中包含所需的GPIO端口。对于Allwinner A20，每个存储区包含32个端口，因此存储区号定义为GPIO引脚除以32的整数部分；
接下来是银行内的密码。因为每个存储体有32个引脚，则该值计算为GPIO引脚除以32的余数；
最后一个参数指示哪个信号电平被认为是活动的

节点中的interrupts参数计算如下：

第一个参数指示GPIO控制器的中断号（对于EINT2，它将为2）
第二个参数是IRQ_TYPE_EDGE_FALLING，它允许在信号从高电平变为低电平时生成中断（因为我们有一个集电极开路传感器并拉至+ VCC）

我们编译修改后的设备树文件：

dtc -I dts -O dtb sun7i-a20-bananapi.dts > sun7i-a20-bananapi.dtb

使用生成的sun7i-a20-bananapi.dtb，我们覆盖/boot/dtb/sun7i-a20-bananapi.dtb中的文件。将
内核模块counters.ko gpio-pulse.ko 写入/ lib / modules / $（uname -r）/内核/驱动程序并加载目标系统。在加载的目标系统上，我们给出命令

depmod -a

然后重新启动。之后，我们看一下dmesg命令的输出：

# dmesg
...
[    4.745570] counters: Class driver loaded.
[    4.749235] gpio_pulse: Device #0 gas-meter: IRQ: 53 GPIO: 226
...

太好了，模块已加载且正常运行。我们首先以编程方式检查功能：

# cat /sys/class/counters/counter0/values/count
0
# echo 1 > /sys/class/counters/counter0/values/pulse
# cat /sys/class/counters/counter0/values/count
1
# echo 1 > /sys/class/counters/counter0/values/pulse
# echo 1 > /sys/class/counters/counter0/values/pulse
# cat /sys/class/counters/counter0/values/count
3

（我们通过软件模仿了一个信号）。

现在，我们连接霍尔传感器，并通过在其上放一些磁铁（例如，从冰箱上的磁性标签上）确保其可操作性。

后记

最后，我有时间发布图片。所以：

实际上是传感器。它的敏感部分是没有斜角的那一侧（也就是说，我们将其按最小的放电压力压到仪表上）。

然后我们用电工胶带固定传感器。

为获得强度，将一块泡沫切入燃气表中以适应凹槽的大小，然后将传感器固定到其上。

然后我们用电工胶带将其和电线固定

好。这就是结果。

对于紧固件的决定，请不要踢脚，因为房屋仍在维修和固定中，实际上是一个原型。

Linux上的脉冲计数器（我们从VK-G4计数器获得有关气流的信息）

后记

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