pwm介绍专栏总目录pwm是脉宽调制(pulse width modulation)的缩写。它是一种用于控制电子设备的技术,通过改变电信号的脉冲宽度来实现对设备的控制。pwm基本概念pwm信号由一个固定频率的周期性脉冲序列组成,每个脉冲的宽度(持续时间)可以根据需要进行调节。调节脉冲宽度的比例可以改变平均电压或电流的大小,从而实现对设备的控制。
当谈论pwm时,以下三个关键术语经常被提及:
频率(frequency):pwm信号的频率是指每秒钟内脉冲的数量。
周期(period):pwm信号的周期是指一个完整脉冲序列所花费的时间。它是频率的倒数,以秒为单位表示。周期可以通过将频率的倒数计算得到,例如,一个10khz的pwm信号的周期为0.1毫秒(100微秒)。
占空比(duty cycle):占空比是指pwm信号中脉冲宽度与周期之间的比例关系。它表示了脉冲在一个周期中所占据的时间比例,通常以百分比表示。占空比为0%意味着脉冲不存在(完全低电平),而占空比为100%表示脉冲持续时间占据了整个周期(完全高电平)。在实际应用中,占空比可以在0%到100%之间任意调整,以实现所需的控制效果。
pwm驱动pwm驱动是一个通用的驱动,soc厂家都会在sdk里面默认打开
驱动文件驱动文件所在位置:
drivers/pwm/pwm-rockchip.c
默认sdk已经加载好了pwm的驱动,下文我们主要注意pwm怎么使用
dts 节点配置dts 配置参考文档
documentation/devicetree/bindings/pwm/pwm.txt
以下为一个例子的示例
node name { compatible = driver matching character; pwms = ; }; &pwmx { status = okay; pinctrl-names = active; pinctrl-0 = ; };pwms的几个参数说明如下:
参数 1,表示 index (per-chip index of the pwm to request),一般是 0,因为我们 rockchip pwm 每个chip 只有一个。
参数 2,表示 pwm 输出波形的时间周期,单位是 ns;例如下面配置的 25000 就是表示想要得到的
pwm 输出周期是 40k 赫兹。
参数 3,表示极性,为可选参数;下面例子中的配置为负极性。
pwm使用pwm 提供了用户层的接口,在 /sys/class/pwm/ 节点下面,pwm 驱动加载成功后,会在/sys/class/pwm/ 目录下产生 pwmchip0 目录;向 export 文件写入 0,就是打开 pwm 定时器 0,会产生一个 pwm0 目录,相反的往 unexport 写入 0 就会关闭 pwm 定时器了,同时 pwm0 目录会
被删除,该目录下有以下几个文件:
enable:写入 1 使能 pwm,写入 0 关闭 pwm;
polarity:有 normal 或 inversed两个参数选择,表示输出引脚电平翻转;
duty_cycle:在 normal 模式下,表示一个周期内高电平持续的时间(单位:纳秒),在
reversed 模式下,表示一个周期中低电平持续的时间(单位:纳秒);
period:表示 pwm 波的周期(单位:纳秒);
以下是 pwmchip0 的例子,设置 pwm0 输出频率 100k,占空比 50%, 极性为正极性:
cd /sys/class/pwm/pwmchip0/echo 0 > exportcd pwm0echo 10000 > periodecho 5000 > duty_cycleecho normal > polarityecho 1 > enablepwm应用实例通常电子设备中应用pwm是比较常见的,比如风扇电机控制,电视背光控制, led 照明调光、电动工具马达控制、汽车加热器等领域。
这里简单介绍一下pwm控制led灯实现呼吸灯效果。
呼吸灯需要灯的驱动与pwm的驱动结合,两个驱动之间传递数据,我们可以在驱动中调用其他的驱动。
led是我需要的设备,这个设备用到了pwm,而pwm是用默认的驱动。
硬件上我们在开发板找到具有pwm功能的引脚
设备树的修改如下:
/{ breathing_light { compatible = lhd,breathing_light_test; backlight { pwms = ; pwm-names = breathing_light; }; };};&pwm8 { status = okay;};写一个驱动。内部在使用pwm子系统。形成了包含驱动的驱动。
示例代码驱动程序
#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include //#include #include #include #include #include #include #include #include #define red_led_dts_compatible lhd,breathing_light_test /* 设备树节点匹配属性 */#define led_pwm_cmd_set_duty 0x01#define led_pwm_cmd_set_period 0x02#define led_pwm_cmd_set_both 0x03#define led_pwm_cmd_enable 0x04#define led_pwm_cmd_disable 0x05struct led_pwm_param { int duty_ns; int period_ns;};struct red_led_dev { dev_t dev_no; struct cdev chrdev; struct class *led_class; struct device_node *dev_node; struct pwm_device *red_led_pwm;};static struct led_pwm_param led_pwm;static struct red_led_dev led_dev;static int red_led_drv_open (struct inode *node, struct file *file){ int ret = 0; //pwm_set_periodnnn(led_dev.red_led_pwm, pwm_polarity_inversed);//设置pwm信号的极性 pwm_enable(led_dev.red_led_pwm);//启用指定pwm设备,使其开始输出pwm信号。 printk(red_led_pwm open); return ret;}static ssize_t red_led_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset){ int err; if (size != sizeof(led_pwm)) return -einval; err = copy_from_user(&led_pwm, buf, size); if (err > 0) return -efault; pwm_config(led_dev.red_led_pwm, led_pwm.duty_ns, led_pwm.period_ns);//配置pwm设备的基本参数,如频率、占空比等。 printk(red_led_pwm write); return 1;}static long drv_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg){ int ret = 0; void __user *my_user_space = (void __user *)arg; switch (cmd) { case led_pwm_cmd_set_duty: ret = copy_from_user(&led_pwm.duty_ns, my_user_space, sizeof(led_pwm.duty_ns)); if (ret > 0) return -efault; pwm_config(led_dev.red_led_pwm, led_pwm.duty_ns, led_pwm.period_ns); break; case led_pwm_cmd_set_period: ret = copy_from_user(&led_pwm.period_ns, my_user_space, sizeof(led_pwm.period_ns)); if (ret > 0) return -efault; pwm_config(led_dev.red_led_pwm, led_pwm.duty_ns, led_pwm.period_ns); break; case led_pwm_cmd_set_both: ret = copy_from_user(&led_pwm, my_user_space, sizeof(led_pwm)); if (ret > 0) return -efault; pwm_config(led_dev.red_led_pwm, led_pwm.duty_ns, led_pwm.period_ns); break; case led_pwm_cmd_enable: pwm_enable(led_dev.red_led_pwm); break; case led_pwm_cmd_disable: pwm_disable(led_dev.red_led_pwm); break; } return 0;}static int red_led_drv_release(struct inode *node, struct file *filp){ int ret = 0; pwm_config(led_dev.red_led_pwm, 0, 5000);//配置pwm设备的基本参数,如频率、占空比等。 printk(led pwm dev close);// pwm_disable(led_dev.red_led_pwm); return ret;}static struct file_operations red_led_drv = { .owner = this_module, .open = red_led_drv_open, .write = red_led_drv_write, .unlocked_ioctl = drv_ioctl, .release = red_led_drv_release,};/*设备树的匹配列表 */static struct of_device_id dts_match_table[] = { {.compatible = red_led_dts_compatible, }, {}, };static int led_red_driver_probe(struct platform_device *pdev){ int err; int ret; struct device *tdev; struct device_node *child; tdev = &pdev- >dev; child = of_get_next_child(tdev- >of_node, null); /* 获取设备树子节点 */ if (!child) { return -einval; } led_dev.red_led_pwm = devm_of_pwm_get(tdev, child, null); /* 从子节点中获取pwm设备,设备树获取这个设备就可以了 */ if (is_err(led_dev.red_led_pwm)) { printk(kern_errcan't get breathing_light!!); return -efault; } ret = alloc_chrdev_region(&led_dev.dev_no, 0, 1, breathing_light);//动态分配字符设备的主设备号 if (ret < 0) { pr_err(error: failed to register mbochs_dev, err: %d, ret); return ret; } cdev_init(&led_dev.chrdev, &red_led_drv);//初始化字符设备结构体cdev cdev_add(&led_dev.chrdev, led_dev.dev_no, 1);//将已经初始化的字符设备结构体cdev添加到系统中 led_dev.led_class = class_create(this_module, breathing_light);//创建一个设备类(device class)并注册到内核中 err = ptr_err(led_dev.led_class); if (is_err(led_dev.led_class)) { goto failed1; } tdev = device_create(led_dev.led_class , null, led_dev.dev_no, null, breathing_light); //创建一个设备实例并注册到设备类中 if (is_err(tdev)) { ret = -einval; goto failed2; } printk(kern_info%s %s line %d, __file__, __function__, __line__); return 0;failed2: device_destroy(led_dev.led_class, led_dev.dev_no); class_destroy(led_dev.led_class);failed1: cdev_del(&led_dev.chrdev); unregister_chrdev_region(led_dev.dev_no, 1); return ret;}int led_red_driver_remove(struct platform_device *dev){ // pwm_disable(led_dev.red_led_pwm); // pwm_free(led_dev.red_led_pwm); printk(kern_infodriver remove %s %s line %d, __file__, __function__, __line__); device_destroy(led_dev.led_class, led_dev.dev_no); class_destroy(led_dev.led_class); unregister_chrdev_region(led_dev.dev_no, 1); cdev_del(&led_dev.chrdev); return 0;}static struct platform_driver red_led_platform_driver = { .probe = led_red_driver_probe, .remove = led_red_driver_remove, .driver = { .name = lhd,breathing_light_test, .owner = this_module, .of_match_table = dts_match_table, //通过设备树匹配 },};module_platform_driver(red_led_platform_driver);module_author(lhd);module_license(gpl);将上述驱动编译为ko文件然后push进3588开发板里面
应用层程序
#include stdio.h#include #include #include #include #include #include #include #include #include #define dev_name /dev/breathing_light#define led_pwm_cmd_set_duty 0x01#define led_pwm_cmd_set_period 0x02#define led_pwm_cmd_set_both 0x03#define led_pwm_cmd_enable 0x04#define led_pwm_cmd_disable 0x05struct led_pwm_param { int duty_ns; int period_ns;};void sleep_ms(unsigned int ms){ struct timeval delay; delay.tv_sec = 0; delay.tv_usec = ms * 1000; select(0, null, null, null, &delay);}int main(int argc, char **argv){ int fd; int ret; /* 2. 打开文件 */ fd = open(dev_name, o_rdwr | o_nonblock); // | o_nonblock if (fd < 0) { printf(can not open file %s, %d, dev_name, fd); return -1; } int buf = 3; struct led_pwm_param led_pwm; led_pwm.duty_ns = 500; led_pwm.period_ns = 5000; write(fd, &led_pwm, sizeof(led_pwm)); sleep_ms(3000); while(1) { if(led_pwm.duty_ns<=500) { while(led_pwm.duty_ns 500) { ioctl(fd, led_pwm_cmd_set_duty, &led_pwm.duty_ns); sleep_ms(50); led_pwm.duty_ns -= 300; } } } close(fd); return 0;}使用3588自带的编译器将用户程序编译进开发板
prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-gcc apptest_breathing_light_.c -o testpwm
adb push path/testpwm /userdata
chmod 777 testpwm
./testpwm
最后可以看到灯明灭交替的效果
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