开发环境为Ubuntu16.04LTS+vscode，使用了正点原子IMX6ULL开发板，板子上运行的是正点原子的出厂系统
参考了这篇文章(温湿度传感器SHTC3驱动开发（一）小白也能轻松理解_启希的博客-CSDN博客_shtc3

SHTC3简介

SHTC3是一款I2C温湿度传感器，测量的精度为湿度：±2％，温度±0.2℃
一些详细的参数可以在数据手册里找到，这里列几个重要的
设备地址为0x70

一个测量周期包概括五个步骤：
1、唤醒SHTC3：先发送写入指令（0xE0），再发送唤醒指令高位（0x35）,再发送唤醒指令低位（0x17）。
2、等待唤醒：数据手册上写的最大唤醒时间是240us，等待的时间大于这个就行了。
3、发送采集指令：先发送写入指令（0xE0），再发送采集指令的高位和低位。采集指令有多个，根据需要自行选择,见上文。
4、接收数据：发送读取指令（0xE1），连续接收6个字节数据。如果采集的指令是先存温度，那么这6个字节的第1-2个字节就是温度数值，第3个字节是温度校验。第4-5个字节是湿度数值，第6个字节是湿度校验。如果采集的指令是先存湿度，则前3个字节和后3个字节相反。
5、进入睡眠：发送写入指令，再发送睡眠指令进入睡眠。

不同的采集指令对应不同的采集模式：

温湿度计算公式：

驱动程序、测试程序编写

修改设备树

芯片与SHTC3通过I2C交流，首先需要在设备树里添加设备节点
在i2c1节点下添加设备：

编译设备树，并拷贝到nfs目录或tftp目录：
make dtbs
cp imx6ull-14x14-nand-4.3-800x480-c.dtb imx6ull-14x14-nand-4.3-480x272-c.dtb imx6ull-14x14-nand-7-800x480-c.dtb imx6ull-14x14-nand-7-1024x600-c.dtb imx6ull-14x14-nand-hdmi.dtb imx6ull-14x14-nand-vga.dtb /home/zjz/linux/nfs/ -f
在uboot通过网络测试dtb文件：
tftp 83000000 imx6ull-alientek-nand.dtb
或nfs 83000000 192.168.1.123:/home/zjz/linux/nfs/imx6ull-alientek-nand.dtb （实际使用时出现卡死，下载不动，但是指令应该是没问题的）
更新设备树查看i2c设备：

驱动程序

linux I2C驱动框架分为两部分，I2C总线驱动和I2C设备驱动。总线部分驱动由厂商提供，设备驱动部分由用户自行编写。
驱动程序框架搭建可以参考文章开头提到的博客，驱动源码放下面：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/delay.h>
#include "shtc3reg.h"
#include <linux/semaphore.h>#define SHTC3_CNT       1
#define SHTC3_NAME      "shtc3"struct shtc3_dev{dev_t devid;struct cdev cdev;int major;int minor;struct class* class;struct device* device;void * private_data;unsigned short T,RH;/*温湿度数据*///设置互斥量，同一时间只能有一个应用在读取温湿度struct semaphore sem;
};struct shtc3_dev shtc3dev;int shtc3_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{filp->private_data = &shtc3dev;/*上锁*/down(&shtc3dev.sem);return 0;
}static ssize_t shtc3_read(struct file *filp, char __user *buf,size_t cnt, loff_t *offt)
{unsigned char data[SHTC1_RESPONSE_LENGTH];short real_data[2];int ret = 0;int val;//获取私有数据struct shtc3_dev* dev = (struct shtc3_dev *)filp->private_data;/*向用户返回SHTC3的原始数据*///发送唤醒指令，等待唤醒成功ret = i2c_master_send(dev->private_data, shtc1_cmd_wakeup, SHTC1_CMD_LENGTH);if (ret != SHTC1_CMD_LENGTH) {printk( "failed to send wakeup command: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -EIO;}mdelay(1);//延时1ms等待唤醒，大于240us即可//发送读取数据指令，选择读取模式，这里的是0x7ca2,长度是2字节ret = i2c_master_send(dev->private_data, shtc1_cmd_normalmode_rec_clockstr_enable_Tfirst, SHTC1_CMD_LENGTH);//模式为normal，clock stretching enable,先读取温度数据，后读取湿度数据if (ret != SHTC1_CMD_LENGTH) {printk("failed to send receive command: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -EIO;}mdelay(1);//延时1ms，等待数据获取//接收数据，保存在data中ret = i2c_master_recv(dev->private_data, data, SHTC1_RESPONSE_LENGTH);if (ret != SHTC1_RESPONSE_LENGTH) {printk("failed to read values: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -EIO;}/** From datasheet:* T = -45 + 175 * ST / 2^16* RH = 100 * SRH / 2^16** Adapted for integer fixed point (3 digit) arithmetic.*///这里温度的数据处理要特别注意，因为Linux内核不支持浮点运算，//所以想要多保留小数点后几位需要特别处理//我们保留小数点后三位，所以放大1000倍，正常来说，根据公式//会这样写((175000 * val) >> 16) - 45000;//但是会有问题，val是一个5位数得值，所以175000*val超过了int数据类型范围了//所以这里直接把175000 >> 3后，再乘以val，然后再 >> 13，减去45000//就得到这个了((21875 * val) >> 13) - 45000//湿度保留小数点后两位//先把10000 >> 3后，再做处理val = be16_to_cpup((__be16 *)data);dev->T = ((21875 * val) >> 13) - 45000;val = be16_to_cpup((__be16 *)(data + 3));dev->RH = ((1250 * val) >> 13);real_data[0] = dev->T;real_data[1] = dev->RH;ret = -1;ret = copy_to_user(buf,real_data,sizeof(real_data));if(ret < 0){printk("copy to user fail\r\n");}//printk("kernel message T=%d RH=%d\r\n",dev->T,dev->RH);//发送睡眠指令ret = i2c_master_send(dev->private_data, shtc1_cmd_sleep, SHTC1_CMD_LENGTH);if (ret != SHTC1_CMD_LENGTH) {printk("failed to send sleep command: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -EIO;}return ret;
}int shtc3_release (struct inode *inode, struct file *filp)
{int ret = 0;//获取私有数据struct shtc3_dev* dev = (struct shtc3_dev *)filp->private_data;//发送睡眠指令ret = i2c_master_send(dev->private_data, shtc1_cmd_sleep, SHTC1_CMD_LENGTH);if (ret != SHTC1_CMD_LENGTH) {printk("failed to send sleep command: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -EIO;}/*释放锁*/up(&shtc3dev.sem);return ret;
}struct file_operations shtc3_fops={.owner = THIS_MODULE,.open = shtc3_open,.read = shtc3_read,.release = shtc3_release,
};static int shtc3_probe(struct i2c_client *client,const struct i2c_device_id *id)
{int ret;struct device *dev = &client->dev;char id_reg[2];sema_init(&shtc3dev.sem,1);/*搭建字符设备驱动框架*/shtc3dev.major = 0;if(shtc3dev.major){//给定设备号shtc3dev.devid = MKDEV(shtc3dev.major,0);ret = register_chrdev_region(shtc3dev.devid,SHTC3_CNT,SHTC3_NAME);}else{//未给定设备号ret = alloc_chrdev_region(&shtc3dev.devid,0,SHTC3_CNT,SHTC3_NAME);shtc3dev.major = MAJOR(shtc3dev.devid);shtc3dev.minor = MINOR(shtc3dev.devid);}if(ret < 0){printk("shtc3dev module fail devid\r\n");goto fail_devid;}else{printk("major:%d minor:%d\r\n",shtc3dev.major,shtc3dev.minor);}/*注册字符设备*/shtc3dev.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&shtc3dev.cdev,&shtc3_fops);ret = cdev_add(&shtc3dev.cdev,shtc3dev.devid,SHTC3_CNT);if(ret < 0){printk("ap3216c module fail cdev\r\n");goto fail_cdev;}/*自动添加设备节点*///初始化类shtc3dev.class = class_create(THIS_MODULE,SHTC3_NAME);if(IS_ERR(shtc3dev.class)){ret = PTR_ERR(shtc3dev.class);printk("key module failed class\r\n");goto fail_class;}//初始化设备shtc3dev.device = device_create(shtc3dev.class,NULL,shtc3dev.devid,NULL,SHTC3_NAME);if(IS_ERR(shtc3dev.device)){ret = PTR_ERR(shtc3dev.device);printk("key module failed device\r\n");goto fail_device;}//将从机地址传入shtc3devshtc3dev.private_data = client;//shtc3自检//唤醒ret = i2c_master_send(client, shtc1_cmd_wakeup, SHTC1_CMD_LENGTH);if (ret != SHTC1_CMD_LENGTH) {dev_err(dev, "could not send wakeup command: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -ENODEV;}mdelay(1);//延时1ms，等待延时完成/* 由数据手册可知，有一个efc8寄存器用于验证传感器是否能正常沟通，所以我们这里读取该寄存器 */ret = i2c_master_send(client, shtc1_cmd_read_id_reg, SHTC1_CMD_LENGTH);if (ret != SHTC1_CMD_LENGTH) {dev_err(dev, "could not send read_id_reg command: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -ENODEV;}/* 读取完，再接收数据，进行验证 */ret = i2c_master_recv(client, id_reg, sizeof(id_reg));if (ret != sizeof(id_reg)) {dev_err(dev, "could not read ID register: %d\n", ret);return -ENODEV;}if ((id_reg[1] & SHTC1_ID_REG_MASK) != SHTC1_ID) {dev_err(dev, "ID register doesn't match\n");return -ENODEV;}printk("shtc3 check ID success\r\n");printk("shtc3_probe\r\n");return 0;fail_device:device_destroy(shtc3dev.class,shtc3dev.devid);
fail_class:class_destroy(shtc3dev.class);
fail_cdev:cdev_del(&shtc3dev.cdev);
fail_devid:unregister_chrdev_region(shtc3dev.devid,SHTC3_CNT);return ret;
}static int shtc3_remove(struct i2c_client* client)
{//发送睡眠指令int ret = i2c_master_send(shtc3dev.private_data, shtc1_cmd_sleep, SHTC1_CMD_LENGTH);if (ret != SHTC1_CMD_LENGTH) {printk("failed to send sleep command: %d\n", ret);return ret < 0 ? ret : -EIO;}//注销cdevcdev_del(&shtc3dev.cdev);//注销设备号unregister_chrdev_region(shtc3dev.devid,SHTC3_CNT);//摧毁设备device_destroy(shtc3dev.class,shtc3dev.devid);//摧毁类class_destroy(shtc3dev.class);printk("shtc3 remove\r\n");return 0;
}//传统匹配方法
static const struct i2c_device_id shtc3_id[]={{"shtc3",0},{ }
};//设备数匹配方法
static struct of_device_id shtc3_dt_id[]={{.compatible = "fzu,shtc3"},{ }
};static struct i2c_driver shtc3_i2c_driver={.probe = shtc3_probe,.remove = shtc3_remove,.id_table = shtc3_id,.driver = {.name = "shtc3",.owner = THIS_MODULE,.of_match_table = of_match_ptr(shtc3_dt_id),},
};static int __init shtc3_init(void)
{printk("i2c module init\r\n");return i2c_add_driver(&shtc3_i2c_driver);
}static void __exit shtc3_exit(void)
{i2c_del_driver(&shtc3_i2c_driver);printk("i2c module exit\r\n");
}module_init(shtc3_init);
module_exit(shtc3_exit);

测试程序

编写一个读取温湿度的测试程序

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/time.h>/*
*argc:应用程序参数个数
*argv[]:参数内容字符串
*./shtc3 /dev/shtc3 读取数据
*/
int main(int argc,char *argv[])
{int fd;unsigned short data[2];float T,RH;int ret = -1;if(argc!=2){printf("usage error\r\n");return -1;}char *filename;filename = argv[1];fd = open(filename,O_RDONLY);if(fd < 0){printf("open file %s failed\r\n",filename);return -1;}while(1){ret = read(fd,data,sizeof(data));//ret = fread(data, sizeof(unsigned short), 2, (FILE*)fdopen(fd, "r"));printf("reading shtc3:%d\r\n",ret);printf("sizeof data:%d\r\n",sizeof(data));if(ret >= 0){        T = (float)data[0]/1000 ;RH = (float)data[1]/1000;printf("T:%.2f RH:%.2f \r\n",T,RH);}usleep(500000);}close(fd);return ret;
}

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