
PWM通过改变脉冲信号的占空比来调节输出电压或电流的平均值,从而实现电机控制、LED亮度调节等多种应用
Linux作为广泛应用于嵌入式开发的操作系统,其内核提供了丰富的API函数和机制,使得PWM的实现变得既精准又高效
本文将深入探讨Linux下PWM的实现方法,涵盖从设备树配置到驱动API调用的全过程
一、PWM子系统框架 Linux内核中的PWM子系统提供了一个统一的框架,用于管理和配置PWM设备
这一框架主要包括以下几个部分: 1.设备树配置:在嵌入式系统中,设备树(Device Tree)用于描述硬件的结构和配置
PWM设备也需要通过设备树进行配置,包括PWM控制器的选择和引脚的复用等
2.PWM驱动API:Linux内核提供了一系列API函数,用于PWM设备的申请、配置、使能和释放
这些API函数使得开发者可以方便地控制PWM信号,实现各种应用需求
3.sysfs接口:sysfs是一个虚拟文件系统,用于提供内核对象的信息和配置接口
通过sysfs接口,用户空间程序可以访问和配置PWM设备
二、设备树配置 在Linux系统中,PWM设备的配置通常通过设备树来完成
设备树文件(DTS)中定义了PWM控制器的属性和引脚的复用情况
以下是一个典型的PWM设备树配置示例: pwm12: pwm@fe700000 { compatible = rockchip,rk3568-pwm, rockchip,rk3328-pwm; reg = <0x00xfe700000 0x10>; #pwm-cells = <3>; pinctrl-names = active; pinctrl-0 = <&pwm12m1_pins>; clocks = <&cruCLK_PWM3>, <&cru PCLK_PWM3>; clock-names = pwm, pclk; status = disabled; }; 在这个示例中,`pwm12`是一个PWM控制器节点,它包含了一系列属性,如`compatible`(兼容的设备型号)、`reg`(寄存器地址和大小)、`pwm-cells`(PWM参数个数)、`pinctrl-names`和`pinctrl-0`(引脚控制器状态和设置)、`clocks`和`clock-names`(时钟资源和名称)以及`status`(默认状态)
为了将某个GPIO口复用为PWM功能,我们需要修改设备树中的相关节点
例如,如果我们要将`pwm12`控制器的`m1`引脚复用为PWM功能,可以修改设备树中的引脚复用设置,并启用该PWM设备: &pwm12{ status = okay; pinctrl-names = active; pinctrl-0 = <&pwm12m1_pins>; }; 修改完成后,重新编译设备树源码并生成镜像包,安装到开发板上即可
三、PWM驱动API函数 Linux内核提供了一系列API函数,用于PWM设备的申请、配置、使能和释放
以下是一些常用的PWM驱动API函数及其功能: 1.pwm_request:申请一个PWM资源
c structpwm_device pwm_request(int pwm_id, constchar label); -`pwm_id`:PWM编号
-`label`:PWM设备的名称
- 返回值:成功返回指向`pwm_device`的指针,失败返回错误信息
2.pwm_config:配置PWM设备的占空比和周期
c intpwm_config(struct pwm_devicepwm, int duty_ns, int period_ns); -`pwm`:指向`pwm_device`的指针
-`duty_ns`:占空比时间,单位为纳秒
-`period_ns`:周期时间,单位为纳秒
- 返回值:成功返回0,失败返回错误码
3.pwm_enable:使能PWM设备
c intpwm_enable(struct pwm_devicepwm); -`pwm`:指向`pwm_device`的指针
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