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【OK210试用体验】功能篇（5）Linux字符驱动之PWM蜂鸣器驱动

gjianw217 ( 楼主 ) 2015-8-16 17:16:30  只看该作者 倒序浏览
本帖最后由 gjianw217 于 2015-8-22 02:25 编辑

前面进行了OK210试用体验的入门篇介绍，算是初步入门，分别包含：
   【OK210试用体验】入门篇(1)：开箱验板
   【OK210试用体验】入门篇(2)：板载资源
   【OK210试用体验】入门篇(3)：开发环境（软件安装，开发环境，烧写系统）
   【OK210试用体验】入门篇(4)：编程入门（NFS登录，驱动入门）
   【OK210试用体验】功能篇(1)：Linux字符驱动之Led
   【OK210试用体验】功能篇(2)：Linux字符驱动之Key按键
   【OK210试用体验】功能篇(3)：Linux Input子系统之Key按键
   【OK210试用体验】功能篇(4)：Linux字符驱动之DS18B20
今天是功能篇的第五篇：Linux字符驱动之PWM蜂鸣器，本节主要分3部分：硬件分析，软件基础，驱动编程。
一、硬件分析
    在【OK210试用体验】的第二篇：板载资源中，简单分析了蜂鸣器的功能和作用。其实对蜂鸣器的操作，主要是通过S5PV210的PWM来实现的，因为在OK210上，连接的是一个无源蜂鸣器，必须通过外部的驱动信号，才能控制其的“鸣叫”。
    首先从OK210的底板原理图中可知，OK210开发板上的DS18B20连接通过一个三极管组成的放大电路连接到了核心板的XpwmTOUT[0]引脚上，如下图所示：


而XpwmTOUT[0]引脚由S5PV210用户手册，可知，该引脚位于GPD0[0]引脚上，默认为GPI，即当作通用输入端口使用，如下图所示：

但的第一功能名为TOUT_0，继续查阅，可知，该功能可作为PWM输出使用，如下所示，


所以，我们要对蜂鸣器进行操作，就是通过对XpwmTOUT[0]引脚的设置，即将其设置为TOUT_0功能，通过配置PWM的波形来实现蜂鸣器的鸣叫。
二、软件基础
    如上所述，无源蜂鸣器没有自带震荡电路，必须外部提供2-5Khz左右的方波，才能驱动其发声，而要想产生方波，就会用到S5PV210的PWM模块。
    S5PV210共有5个32bit的PWM定时器，其中定时器0、1、2、3有PWM功能，定时器4没有输出引脚。这些定时器都可产生中断。每个定时器可选择输入时钟为PCLK或SCLK_PWM。对PWM的操作，主要通过几个寄存器来完成，操作步骤如下：
1、设置TCFG0寄存器：配置定时器的一级分频值
2、设置TCFG1寄存器：配置定时器的二级分频值
3、设置TCNTBn寄存器：递减计数器缓冲寄存器
4、设置TCMPBn寄存器：比较缓冲寄存器
5、设置TCON寄存器：
（1）手动更新on（执行后，CPU会把TCNTBn的值加载到递减计数器中）
（2）手动更新off、自动重载、启动定时器
    不过在Linux内核中，三星公司和飞凌公司已经为我们配置好了对这些PWM模块的使用，具体参见源码目录下 arch/arm/plat-s3c/的pwm.c文件，在驱动编程中，主要使用pwm_config()、pwm_enable()、pwm_disable(pwm4buzzer)这三个函数。另外，也可参见另一篇博文【S5PV210 PWM】。
三 驱动编程
    有图有真相，按照如下运行后，即可听到“鸣叫”。

1 驱动程序
  1. #include
  2. #include
  3. #include
  4. #include
  5. #include
  6. #include
  7. #include
  8. #include
  9. #include
  10. #include
  11. #include
  12. #include
  13. #include
  14. #include

  16. #define DEVICE_NAME                                "pwm"
  17. #define PWM_IOCTL_SET_FREQ                1
  18. #define PWM_IOCTL_STOP                        0
  19. #define NS_IN_1HZ                                (1000000000UL)
  20. #define BUZZER_PWM_ID                        0
  21. #define BUZZER_PMW_GPIO                        S5PV210_GPD0(0)

  23. static struct pwm_device *pwm4buzzer;
  24. static struct semaphore lock;

  26. static void pwm_set_freq(unsigned long freq) {
  27.         int period_ns = NS_IN_1HZ / freq;
  28.         pwm_config(pwm4buzzer, period_ns / 2, period_ns);
  29.         pwm_enable(pwm4buzzer);
  30. }

  32. static void pwm_stop(void) {
  33.         pwm_config(pwm4buzzer, 0, NS_IN_1HZ / 100);
  34.         pwm_disable(pwm4buzzer);
  35. }


  38. static int my_pwm_open(struct inode *inode, struct file *file) {
  39.         if (!down_trylock(&lock))
  40.                 return 0;
  41.         else
  42.                 return -EBUSY;
  43. }

  45. static int my_pwm_close(struct inode *inode, struct file *file) {
  46.         up(&lock);
  47.         return 0;
  48. }

  50. static long my_pwm_ioctl(struct file *filep, unsigned int cmd,
  51.                 unsigned long arg)
  52. {
  53.         switch (cmd) {
  54.                 case PWM_IOCTL_SET_FREQ:
  55.                         if (arg == 0)
  56.                                 return -EINVAL;
  57.                         pwm_set_freq(arg);
  58.                         break;

  60.                 case PWM_IOCTL_STOP:
  61.                 default:
  62.                         pwm_stop();
  63.                         break;
  64.         }

  66.         return 0;
  67. }


  70. static struct file_operations my_pwm_ops = {
  71.         .owner                        = THIS_MODULE,
  72.         .open                        = my_pwm_open,
  73.         .release                = my_pwm_close,
  74.         .unlocked_ioctl        = my_pwm_ioctl,
  75. };

  77. static struct miscdevice my_misc_dev = {
  78.         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
  79.         .name = DEVICE_NAME,
  80.         .fops = &my_pwm_ops,
  81. };

  83. static int __init my_pwm_dev_init(void) {
  84.         int ret;
  85.     printk(DEVICE_NAME " my_pwm_dev_initn");
  86.         ret = gpio_request(BUZZER_PMW_GPIO, DEVICE_NAME);
  87.         if (ret) {
  88.                 printk("request GPIO %d for pwm failedn", BUZZER_PMW_GPIO);
  89.                 return ret;
  90.         }

  92.         gpio_set_value(BUZZER_PMW_GPIO, 0);
  93.         s3c_gpio_cfgpin(BUZZER_PMW_GPIO, S3C_GPIO_OUTPUT);
  94.         pwm4buzzer = pwm_request(BUZZER_PWM_ID, DEVICE_NAME);
  95.         if (IS_ERR(pwm4buzzer)) {
  96.                 printk("request pwm %d for %s failedn", BUZZER_PWM_ID, DEVICE_NAME);
  97.                 return -ENODEV;
  98.         }

  100.         pwm_stop();
  101.         s3c_gpio_cfgpin(BUZZER_PMW_GPIO, S3C_GPIO_SFN(2));
  102.         gpio_free(BUZZER_PMW_GPIO);
  103.         init_MUTEX(&lock);
  104.         ret = misc_register(&my_misc_dev);
  105.         return ret;
  106. }

  108. static void __exit my_pwm_dev_exit(void) {
  109.     printk(DEVICE_NAME " my_pwm_dev_exitn");
  110.         pwm_stop();
  111.         misc_deregister(&my_misc_dev);
  112. }

  114. module_init(my_pwm_dev_init);
  115. module_exit(my_pwm_dev_exit);

  117. MODULE_LICENSE("GPL");
  118. MODULE_AUTHOR("gjianw217@163.com");
  119. MODULE_DESCRIPTION("PWM Driver");
复制代码
2 应用程序
  1. #include
  2. #include
  3. #include
  4. #include
  5. #include
  6. #include
  7. #include
  8. #define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1
  9. #define PWM_IOCTL_STOP 0

  11. int main(int argc ,char* argv[])
  12. {
  13.    int m_fd=0;//
  14.    m_fd = open("/dev/pwm", O_RDONLY);
  15.    int freq=1000;
  16.    if(argc>1)
  17.    freq=atoi(argv[1]);
  18.    printf("%d tt",freq);
  19.    ioctl(m_fd, PWM_IOCTL_STOP);
  20.    ioctl(m_fd, PWM_IOCTL_SET_FREQ,freq);
  21.    getchar();
  22.    ioctl(m_fd, PWM_IOCTL_STOP);
  23.    close(m_fd);
  24.    return 0;
  25. }
复制代码
3 Makefile文件
  1. #pwm Makefile
  2. ARCH=arm
  3. CROSS_COMPILE=/home/ok210/arm-2009q3/bin/arm-none-linux-gnueabi-
  4. APP_COMPILE=/home/ok210/arm-2009q3/bin/arm-none-linux-gnueabi-
  5. #obj-m := app-drv.o
  6. obj-m := pwm-drv.o
  7. #KDIR := /path/to/kernel/linux/
  8. KDIR := /home/ok210/android-kernel-samsung-dev/
  9. PWD := $(shell pwd)
  10. default:
  11.         make -C $(KDIR) M=$(PWD) ARCH=$(ARCH) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) modules
  12. app:pwm-app.c
  13.         $(APP_COMPILE)gcc -o app pwm-app.c
  14. clean:
  15.         $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
复制代码

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沙发
小虎嵌入式 发表于 2015-10-16 10:16:08
再次感谢楼主的分享！
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