pwm的编程实现思路（正点原子I.MX6U嵌入式Linux）

火客 2023-04-19 05:06:53 566

pwm的编程实现思路（正点原子I.MX6U嵌入式Linux）图 25.1.3 读取npwm属性文件在这个目录下我们重点关注的是export、npwm以及unexport这三个属性文件，下面一一进行介绍：这里列举出了8个以pwmchipX（X表示数字0~7）命名的文件夹，这八个文件夹其实就对应了I.MX6U的8个PWM控制器，I.MX6U总共有8个PWM控制器，大家可以通过查询I.MX6U参考手册得知。我们随便以其中一个为例，进入到pwmchip0目录下：图 25.1.2 pwmchip0目录下的内容

PWM应用编程

本章我们将学习如何对开发板上的PWM设备进行应用编程。

本章将会讨论如下主题内容。

应用层PWM编程介绍；
PWM测试。

应用层如何操控PWM

与LED设备一样，PWM同样也是通过sysfs方式进行操控，进入到/sys/class/pwm目录下，如下所示：

pwm的编程实现思路（正点原子I.MX6U嵌入式Linux）(1)

图 25.1.1 /sys/class/pwm目录下的内容

这里列举出了8个以pwmchipX（X表示数字0~7）命名的文件夹，这八个文件夹其实就对应了I.MX6U的8个PWM控制器，I.MX6U总共有8个PWM控制器，大家可以通过查询I.MX6U参考手册得知。

我们随便以其中一个为例，进入到pwmchip0目录下：

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图 25.1.2 pwmchip0目录下的内容

在这个目录下我们重点关注的是export、npwm以及unexport这三个属性文件，下面一一进行介绍：

npwm：这是一个只读属性，读取该文件可以得知该PWM控制器下共有几路PWM输出，如下所示：

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图 25.1.3 读取npwm属性文件

I.MX6U每个PWM控制器只有1路PWM输出，所以总共有8路PWM，分别对应I.MX6U的PWM1~PWM8这8路输出（pwmchip0对应PWM1，pwmchip1对应PWM2，以此类推，开发板出厂系统中，PWM1已经被用作LCD背光控制了，应用层不能直接对它进行控制了；而其它PWM均不能使用，原因在于I/O资源不够，为了满足板子上其它外设对I/O引脚的需求，取舍情况下只能如此！）。

export：与GPIO控制一样，在使用PWM之前，也需要将其导出，通过export属性进行导出，以下所示：

echo 0 > export

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图 25.1.4 导出PWM

0表示一个编号，注意，每个PWM控制器（pwmchipX）下，使用export属性文件导出PWM时，编号都是从0开始；因为I.MX6U每个控制器都只有一路PWM，所以都只能使用编号0，如下所示：

echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip0/export #导出PWM1 echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip1/export #导出PWM2 echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip2/export #导出PWM3 echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip3/export #导出PWM4 echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip4/export #导出PWM5 echo 0 > /sys/class/pwm/PWMchip5/export #导出PWM6

导出成功后会在pwmchipX（X表示数字0~7）目录下生成一个名为pwm0的目录，如图 25.1.4所示，稍后介绍。

unexport：将导出的PWM删除。当使用完PWM之后，我们需要将导出的PWM删除，譬如：

echo 0 > unexport

写入到unexport文件中的编号与写入到export文件中的编号是相对应的；需要注意的是，export文件和unexport文件都是只写的、没有读权限。

如何控制PWM

通过export导出之后，便会生成pwm0这个目录，我们进入到该目录下看看：

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图 25.1.5 pwm0目录下的内容

该目录下也有一些属性文件，我们重点关注duty_cycle、enable、period以及polarity这四个属性文件，接下来一一进行介绍。

enable：可读可写，写入"0"表示禁止PWM；写入"1"表示使能PWM。读取该文件获取PWM当前是禁止还是使能状态。

echo 0 > enable #禁止PWM输出 echo 1 > enable #使能PWM输出

通常配置好PWM之后，再使能PWM。

polarity：用于设置极性，可读可写，可写入的值如下：

"normal"：普通；

"inversed"：反转；

echo normal > polarity #默认极性 echo inversed > polarity #极性反转

很多SoC的PWM外设其硬件上并不支持极性配置，所以对应的驱动程序中并未实现这个接口，应用层自然也就无法通过polarity属性文件对PWM极性进行配置，ALPHA/Mini I.MX6U开发板出厂系统便是如此！

period：用于配置PWM周期，可读可写；写入一个字符串数字值，以ns（纳秒）为单位，譬如配置PWM周期为10us（微秒）：

echo 10000 > period #PWM周期设置为10us（10 * 1000ns）

duty_cycle：用于配置PWM的占空比，可读可写；写入一个字符串数字值，同样也是以ns为单位，譬如：

echo 5000 > duty_cycle #PWM占空比设置为5us编写应用程序

通过上面的介绍，我们已经知道在应用层如何去使用PWM外设了，本小节我们来编写一个简单的测试代码，来控制开发板上的PWM外设，示例代码如下所示：

本例程源码对应的路径为：开发板光盘->11、Linux C应用编程例程源码->25_pwm->pwm.c。

示例代码 25.2.1 pwm应用程序示例代码 /*************************************************************** Copyright © ALIENTEK Co. Ltd. 1998-2021. All rights reserved. 文件名 : pwm.c 作者 : 邓涛版本 : V1.0 描述 : PWM应用程序示例代码其他 : 无论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版 V1.0 2021/6/15 邓涛创建 ***************************************************************/ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> static char pwm_path[100]; static int pwm_config(const char *attr const char *val) { char file_path[100]; int len; int fd; sprintf(file_path "%s/%s" pwm_path attr); if (0 > (fd = open(file_path O_WRONLY))) { perror("open error"); return fd; } len = strlen(val); if (len != write(fd val len)) { perror("write error"); close(fd); return -1; } close(fd); //关闭文件 return 0; } int main(int argc char *argv[]) { /* 校验传参 */ if (4 != argc) { fprintf(stderr "usage: %s <id> <period> <duty>\n" argv[0]); exit(-1); } /* 打印配置信息 */ printf("PWM config: id<%s> period<%s> duty<%s>\n" argv[1] argv[2] argv[3]); /* 导出pwm */ sprintf(pwm_path "/sys/class/pwm/pwmchip%s/pwm0" argv[1]); if (access(pwm_path F_OK)) {//如果pwm0目录不存在则导出 char temp[100]; int fd; sprintf(temp "/sys/class/pwm/pwmchip%s/export" argv[1]); if (0 > (fd = open(temp O_WRONLY))) { perror("open error"); exit(-1); } if (1 != write(fd "0" 1)) {//导出pwm perror("write error"); close(fd); exit(-1); } close(fd); //关闭文件 } /* 配置PWM周期 */ if (pwm_config("period" argv[2])) exit(-1); /* 配置占空比 */ if (pwm_config("duty_cycle" argv[3])) exit(-1); /* 使能pwm */ pwm_config("enable" "1"); /* 退出程序 */ exit(0); }

main()函数中，首先对传参进行校验，执行该应用程序的时候需要用户传入3个参数，分别是编号（0、1、2、3等，分别表示I.MX6U的PWM1、PWM2、PWM3…）、周期（以ns为单位）、PWM占空比（以ns为单位）。譬如：

./testApp 0 500000 250000

接下来需要导出pwm，首先使用access()函数判断pwm0目录是否存在，如果存在表示pwm已经导出，如果不存在，则表示未导出，那么就需要通过export文件将其导出。

导出成功之后，接着配置PWM周期、占空比，最后使能PWM。

编译示例代码：

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图 25.2.1 编译应用程序

在开发板上测试

将上小节编译得到的可执行文件拷贝到开发板Linux系统/home/root目录下，如下所示：

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图 25.3.1 将测试程序拷贝到开发板/home/root目录

前面提到了，开发板出厂系统没法使用PWM，如果大家想要测试PWM，可以对出厂系统的内核源码进行配置、需修改设备树，禁用LCD和backlight背光设备（status属性设置为disabled即可），修改完之后重新编译设备树，用编译得到的设备树镜像文件（dtb文件）替换掉开发板启动文件中的dtb文件。也可以参考《I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南》第七十三章内容，自行配置PWM。

这里笔者告诉大家一个简单地方法，不用重新编译设备树文件，直接把禁用LCD和backlight背光设备，将PWM1腾出来给我们测试使用，直接操作呢？

首先我们需要重启开发板，进入到u-boot命令行模式下，如下：

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图 25.3.2 进入到u-boot命令行模式

我们要做什么呢？其实就是去修改内核设备树文件，将LCD和backlight设备的status属性修改为“disabled”，禁用这两个设备；怎么修改呢？u-boot中提供了查看、修改设备树的命令，u-boot启动时，会将内核设备树（dtb）拷贝到内存中，当拷贝到内存中之后呢，我们就可以去查看或修改设备树了，这里笔者直接把需要执行的命令贴出来，如下所示：

SD/eMMC启动方式：

setenv disable_lcd 'fdt addr ${fdt_addr}; fdt set /backlight status disable; fdt set /soc/aips-bus@02100000/lcdif@021c8000 status disable'

下一条命令

setenv mmcboot 'echo Booting from mmc ...; run mmcargs; if test ${boot_fdt} = yes || test ${boot_fdt} = try; then if run loadfdt; then run disable_lcd; bootz ${loadaddr} - ${fdt_addr}; else if test ${boot_fdt} = try; then bootz; else echo WARN: Cannot load the DT; fi; fi; else bootz; fi;'

NAND启动方式：

setenv disable_lcd 'fdt addr ${fdt_addr}; fdt set /backlight status disable; fdt set /soc/aips-bus@02100000/lcdif@021c8000 status disable'

下一条命令

setenv bootcmd 'nand read ${loadaddr} 0x620000 0x800000;nand read ${fdt_addr} ${fdt_offset} 0x20000; run disable_lcd; bootz ${loadaddr} - ${fdt_addr}'

拷贝时注意格式的问题，分为SD/eMMC启动方式和NAND启动方式；笔者测试用的开发板是eMMC方式启动的，在u-boot命令行模式下执行如下命令：

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