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mini2440的pwm驱动程序和测试程序详解

2011-12-14 18:34 375 查看
 一 pwm 驱动程序



位置: 内核/drivers/char/mini2440_pwm.c



代码注解



    #include <linux/module.h>

    #include <linux/kernel.h>

    #include <linux/fs.h>

    #include <linux/init.h>

    #include <linux/delay.h>

    #include <linux/poll.h>

    #include <asm/irq.h>

    #include <asm/io.h>

    #include <linux/interrupt.h>

    #include <asm/uaccess.h>

    #include <mach/regs-gpio.h>

    #include <mach/hardware.h>

    #include <plat/regs-timer.h>

    #include <mach/regs-irq.h>

    #include <asm/mach/time.h>

    #include <linux/clk.h>

    #include <linux/cdev.h>

    #include <linux/device.h>

    #include <linux/miscdevice.h>

#define DEVICE_NAME "pwm" //设备名 pwm



#define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1 //定义宏常量,用于后面的ioctl中的switch case

#define PWM_IOCTL_STOP 2



static struct semaphore lock; //定义信号量 lock





static void PWM_Set_Freq( unsigned long freq ) //设置pwm的频率,配置各个寄存器
{

unsigned long tcon;

unsigned long tcnt;

unsigned long tcfg1;

unsigned long tcfg0;



struct clk *clk_p;

unsigned long pclk;



//set GPB0 as tout0, pwm output 设置GPB0为tout0,pwm输出

s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB0, S3C2410_GPB0_TOUT0);



tcon = __raw_readl(S3C2410_TCON); //读取寄存器TCON到tcon

tcfg1 = __raw_readl(S3C2410_TCFG1); //读取寄存器TCFG1到tcfg1

tcfg0 = __raw_readl(S3C2410_TCFG0); //读取寄存器TCFG0到tcfg0



//prescaler = 50

tcfg0 &= ~S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK; // S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK定时器0和



 // 1的预分频值的掩码,TCFG[0~8]



tcfg0 |= (50 - 1); // 预分频为50



//mux = 1/16

tcfg1 &= ~S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK; //S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK定时器0分割值的掩



 //码:TCFG1[0~3]

tcfg1 |= S3C2410_TCFG1_MUX0_DIV16; //定时器0进行16分割



__raw_writel(tcfg1, S3C2410_TCFG1); //把tcfg1的值写到分割寄存器S3C2410_TCFG1中

__raw_writel(tcfg0, S3C2410_TCFG0); //把tcfg0的值写到预分频寄存器S3C2410_TCFG0中





clk_p = clk_get(NULL, "pclk"); //得到pclk

pclk = clk_get_rate(clk_p);

tcnt = (pclk/50/16)/freq; //得到定时器的输入时钟,进而设置PWM的调制频率



__raw_writel(tcnt, S3C2410_TCNTB(0)); //PWM脉宽调制的频率等于定时器的输入时钟

__raw_writel(tcnt/2, S3C2410_TCMPB(0)); //占空比是50%



tcon &= ~0x1f;

tcon |= 0xb; //disable deadzone, auto-reload, inv-off, update TCNTB0&TCMPB0, start timer 0

__raw_writel(tcon, S3C2410_TCON);



tcon &= ~2; //clear manual update bit

__raw_writel(tcon, S3C2410_TCON); //把tcon写到计数器控制寄存器S3C2410_TCON中

}


void PWM_Stop( void )
{

s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB0, S3C2410_GPB0_OUTP); //设置GPB0为输出

s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB0, 0); //设置GPB0为低电平,使蜂鸣器停止

}



static int s3c24xx_pwm_open(struct inode *inode, struct file *file)
{

if (!down_trylock(&lock)) //是否获得信号量,是down_trylock(&lock)=0,否则非0

 return 0;

else

 return -EBUSY; //返回错误信息:请求的资源不可用

}





static int s3c24xx_pwm_close(struct inode *inode, struct file *file)
{

 up(&lock); //释放信号量lock

 return 0;

}




static int s3c24xx_pwm_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{

switch (cmd) {

 case PWM_IOCTL_SET_FREQ: //if cmd=1 即进入case PWM_IOCTL_SET_FREQ



 if (arg == 0) //如果设置的频率参数是0

 return -EINVAL; //返回错误信息,表示向参数传递了无效的参数

 PWM_Set_Freq(arg); //否则设置频率

 break;



 case PWM_IOCTL_STOP: // if cmd=2 即进入case PWM_IOCTL_STOP

 PWM_Stop(); //停止蜂鸣器

 break;

}



return 0; //成功返回

}





static struct file_operations dev_fops = {

 .owner = THIS_MODULE,

 .open = s3c24xx_pwm_open,

 .release = s3c24xx_pwm_close,

 .ioctl = s3c24xx_pwm_ioctl,

};



static struct miscdevice misc = {

.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

.name = DEVICE_NAME,

.fops = &dev_fops,

};



static int __init dev_init(void)
{

int ret;



init_MUTEX(&lock); //初始化一个互斥锁

ret = misc_register(&misc); //注册一个misc设备



printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");

 return ret;

}


static void __exit dev_exit(void)
{

misc_deregister(&misc); //注销设备

}



module_init(dev_init);

module_exit(dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");

MODULE_DESCRIPTION("S3C2410/S3C2440 PWM Driver");

驱动程序END
 

 驱动分析:
1 计数器控制寄存器



1)配置定时器输入时钟



TCFG0-时钟配置寄存器0,用于获得预分频值(1~255)



TCFG1-时钟配置寄存器1,用于获得分割值(2,4,8,16,32)



定时器输入时钟频率=PLCK/{预分频+1}/{分割值}



2)配置PWM的占空比



TCNTB0-定时器0计数缓存寄存器 ,是由定时器的输入时钟分频得到,是脉宽调制的频率



TCMTB0-定时器0比较缓存寄存器 ,用于设定PWM的占空比 ,寄存器值为高定平的



假设TCNTB0的频率是160,如果TCMTB0是110,则PWM在110个周期是高定平,50周期是低电平,从而占空比为11:5



3)定时器控制寄存器TCON



TCON[0~4]用于控制定时器0



2.__raw_readl和__raw_writel


读端口寄存器用__raw_readl(a ),该函数从端口a 返回一个32 位的值。相关的定义在include/asm-arm/io.h 中。#define __raw_readl(a) (*(volatile unsigned int*)(a)),写端口寄存器用__raw_writel(v,a),该函数将一个32 位的值写入端口a 中。相关的定义在include/asm-arm/io.h 中。#define __raw_writel(v,a) (*(volatile unsigned int*)(a)
= (v))。此处设置功能控制寄存器,将相应的引脚设为输出状态。



3 .gpio操作



gpio_cfgpin 配置相应GPIO口的功能



gpio_setpin IO口为输出功能时,写引脚



4 基于信号量的Llinux 的并发控制



在驱动程序中,当多个线程同时访问相同的资源时,可能会引发“竞态”,因此必须对共享资源进行并发控制。信号量(绝大多数作为互斥锁使用)是一种进行并发控制的手段(还有自旋锁,它适合于保持时间非常短的时间)。信号量只能在进程的上下文中使用。



void init_MUTEX(&lock)初始化一个互斥锁,即他把信号量lock设置为1



void up (&lock) 释放信号量,唤醒等待者



int down_trylock(&lock) 尝试获得信号量lock ,如果能够立刻获得,就获得信号量,并返回为0.否则返回非0.并且它不会导致休眠,可以在中断上下文中使用。在PWM中,当计数值溢出时,就会引发计数中断。所以在这里用这个函数来获得信号。



二 PWM的测试函数


pwm_test.c代码注释



#include //标准输入输出定义

#include //POSIX终端控制定义

#include //Unix 标准函数定义

#include //标准函数库定义



#define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1

#define PWM_IOCTL_STOP 2



#define ESC_KEY 0x1b //定义ESC_KEY 为ESC按键的键值



static int getch(void) //定义函数在终端上获得输入,并把输入的量(int)返回

{

struct termios oldt,newt; //终端结构体struct termios

int ch;



if (!isatty(STDIN_FILENO)) { //判断串口是否与标准输入相连

 fprintf(stderr, "this problem should be run at a terminal\n");

 exit(1);

}

// save terminal setting

if(tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt) < 0) { //获取终端的设置参数

 perror("save the terminal setting");

 exit(1);

}



// set terminal as need

newt = oldt;

newt.c_lflag &= ~( ICANON | ECHO ); //控制终端编辑功能参数ICANON 表示使用标准输入模



 //式;参数ECH0表示显示输入字符

if(tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSANOW, &newt) < 0) { //保存新的终端参数

 perror("set terminal");

 exit(1);

}



ch = getchar();



// restore termial setting

if(tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSANOW,&oldt) < 0) { //恢复保存旧的终端参数

 perror("restore the termial setting");

 exit(1);

}

return ch;

}



static int fd = -1;
static void close_buzzer(void);

static void open_buzzer(void) //打开蜂鸣器

{

fd = open("/dev/pwm", 0); //打开pwm设备驱动文件

if (fd < 0) {

 perror("open pwm_buzzer device");

 exit(1); //打开错误,则终止进程。退出参数为1

}



// any function exit call will stop the buzzer

atexit(close_buzzer); //退出回调close_buzzer

}





static void close_buzzer(void) //关闭蜂鸣器
{

if (fd >= 0) {

 ioctl(fd, PWM_IOCTL_STOP); //停止蜂鸣器

 close(fd); //关闭设备驱动文件

 fd = -1;

}

}



static void set_buzzer_freq(int freq)
{

// this IOCTL command is the key to set frequency

int ret = ioctl(fd, PWM_IOCTL_SET_FREQ, freq); //设置频率

if(ret < 0) { //如果输入的频率错误

 perror("set the frequency of the buzzer");

 exit(1); //退出,返回1

}

}

static void stop_buzzer(void)

{

int ret = ioctl(fd, PWM_IOCTL_STOP); //关闭蜂鸣器

if(ret < 0) { //如果无法关闭蜂鸣器

 perror("stop the buzzer");

 exit(1); //退出返回1

}

}



int main(int argc, char **argv)
{

int freq = 1000 ;



open_buzzer(); //打开蜂鸣器



printf( "\nBUZZER TEST ( PWM Control )\n" );

printf( "Press +/- to increase/reduce the frequency of the BUZZER\n" ) ;

printf( "Press 'ESC' key to Exit this program\n\n" );





while( 1 )

{

 int key;



 set_buzzer_freq(freq); //设置蜂鸣器频率

 printf( "\tFreq = %d\n", freq );



 key = getch();



 switch(key) {

 case '+':

 if( freq < 20000 )

 freq += 10;

 break;



 case '-':

 if( freq > 11 )

 freq -= 10 ;

 break;



 case ESC_KEY:

 case EOF:

 stop_buzzer();

 exit(0);



 default:

 break;

 }

}

}



1、 STDIN_FILENO 标准输入的文件描述符



 内核(kernel)利用文件描述符(file descriptor)来访问文件。文件描述符是非负整数。打开现存文件或新建文件时,内核会返回一个文件描述符。读写文件也需要使用文件描述符来指定待读写的文件标准输入(standard input)的文件描述符是 0,标准输出(standard output)是 1,标准错误(standard error)是2。 POSIX 定义了 STDOUT_FILENO 和 STDERR_FILENO 来代替 0、1、2。这三个符号常量的定义位于头文件 unistd.h。



2 串口终端的操作。定义在中



通过对串口终端的操作,实现从标准输入得到一个int型的char



1) isatty(STDIN_FILENO) 判断是否有串口与标准输入相连,是返回0,否返回1



2) tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt) 读取终端结构体oldt的属性,获取终端的相关参数。成功返回0,失败返回-1



3) newt.c_lflag&=~(ICANON|ECH0)



c_lflag:本地模式标志,控制终端编辑功能



参数ICANON 表示使用标准输入模式;参数ECH0表示显示输入字符。



4)tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSANOW,&oldt)



tcsetattr 函数用于设置终端参数,成功返回0,失败返回-1。



TCSANOW:不等数据传输完毕就立即改变属性。

转自:http://blog.tianya.cn/blogger/post_show.asp?idWriter=0&Key=0&BlogID=2573752&PostID=21439200 http://blog.csdn.net/garby2004/archive/2009/09/29/4604039.aspx
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