[OK210开发板体验]功能篇(5)Linux字符驱动之PWM蜂鸣器驱动

原创 2015-12-14 10:05:00 [OK210开发板体验]功能篇(5)Linux字符驱动之PWM蜂鸣器驱动
前面进行了OK210开发板体验的入门篇介绍,算是初步入门,分别包含:
[OK210开发板体验]入门篇(1):开箱验板
[OK210开发板体验]入门篇(2):板载资源
[OK210开发板体验]入门篇(3):开发环境(软件安装,开发环境,烧写系统)
[OK210开发板体验]入门篇(4):编程入门(NFS登录,驱动入门)
[OK210开发板体验]功能篇(1):Linux字符驱动之Led
[OK210开发板体验]功能篇(2):Linux字符驱动之Key按键
[OK210开发板体验]功能篇(3):Linux Input子系统之Key按键
[OK210开发板体验]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
[OK210开发板体验]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:
 
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 <linux/module.h>
  2. #include <linux/kernel.h>
  3. #include <linux/init.h>
  4. #include <linux/platform_device.h>
  5. #include <linux/fb.h>
  6. #include <linux/backlight.h>
  7. #include <linux/err.h>
  8. #include <linux/pwm.h>
  9. #include <linux/slab.h>
  10. #include <linux/miscdevice.h>
  11. #include <linux/delay.h>
  12. #include <mach/gpio.h>
  13. #include <mach/regs-gpio.h>
  14. #include <plat/gpio-cfg.h>

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

  21. static struct pwm_device *pwm4buzzer;
  22. static struct semaphore lock;

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

  28. static void pwm_stop(void) {
  29.         pwm_config(pwm4buzzer, 0, NS_IN_1HZ / 100);
  30.         pwm_disable(pwm4buzzer);
  31. }


  32. static int my_pwm_open(struct inode *inode, struct file *file) {
  33.  , ; &, nbsp;     if (!down_trylock(&lock))
  34.                 return 0;
  35.         else
  36.                 return -EBUSY;
  37. }

  38. static int my_pwm_close(struct inode *inode, struct file *file) {
  39.         up(&lock);
  40.         return 0;
  41. }

  42. static long my_pwm_ioctl(struct file *filep, unsigned int cmd,
  43.                 unsigned long arg)
  44. {
  45.         switch (cmd) {
  46.                 case PWM_IOCTL_SET_FREQ:
  47.                         if (arg == 0)
  48.                                 return -EINVAL;
  49.                         pwm_set_freq(arg);
  50.                         break;

  51.                 case PWM_IOCTL_STOP:
  52.                 default:
  53.                         pwm_stop();
  54.                         break;
  55.         }

  56.         return 0;
  57. }


  58. static struct file_operations my_pwm_ops = {
  59.         .owner                        = THIS_MODULE,
  60.         .open                        = my_pwm_open,
  61.         .release                = my_pwm_close,
  62.         .unlocked_ioctl        = my_pwm_ioctl,
  63. };

  64. static struct miscdevice my_misc_dev = {
  65.         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
  66.         .name = DEVICE_NAME,
  67.         .fops = &my_pwm_ops,
  68. };

  69. static int __init my_pwm_dev_init(void) {
  70.         int ret;
  71.     printk(DEVICE_NAME " my_pwm_dev_init\n");
  72.         ret = gpio_request(BUZZER_PMW_GPIO, DEVICE_NAME);
  73.         if (ret) {
  74.                 printk("request GPIO %d for pwm failed\n", BUZZER_PMW_GPIO);
  75.                 return ret;
  76.         }

  77.         gpio_set_value(BUZZER_PMW_GPIO, 0);
  78.         s3c_gpio_cfgpin(BUZZER_PMW_GPIO, S3C_GPIO_OUTPUT);
  79.         pwm4buzzer = pwm_request(BUZZER_PWM_ID, DEVICE_NAME);
  80.         if (IS_ERR(pwm4buzzer)) {
  81.                 printk("request pwm %d for %s failed\n", BUZZER_PWM_ID, DEVICE_NAME);
  82.                 return -ENODEV;
  83.         }

  84.         pwm_stop();
  85.         s3c_gpio_cfgpin(BUZZER_PMW_GPIO, S3C_GPIO_SFN(2));
  86.         gpio_free(BUZZER_PMW_GPIO);
  87.         init_MUTEX(&lock);
  88.         ret = misc_register(&my_misc_dev);
  89.         return ret;
  90. }

  91. static void __exit my_pwm_dev_exit(void) {
  92.     printk(DEVICE_NAME " my_pwm_dev_exit\n");
  93.         pwm_stop();
  94.         misc_deregister(&my_misc_dev);
  95. }

  96. module_init(my_pwm_dev_init);
  97. module_exit(my_pwm_dev_exit);

  98. MODULE_LICENSE("GPL");
  99. MODULE_AUTHOR("gjianw217@163.com");
  100. MODULE_DESCRIPTION("PWM Driver");
复制代码
2 应用程序
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <unistd.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <sys/types.h>
  5. #include <sys/stat.h>
  6. #include <sys/ioctl.h>
  7. #include <fcntl.h>
  8. #define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1
  9. #define PWM_IOCTL_STOP 0

  10. int main(int argc ,char* argv[])
  11. {
  12.    int m_fd=0;//
  13.    m_fd = open("/dev/pwm", O_RDONLY);
  14.    int freq=1000;
  15.    if(argc>1)
  16.    freq=atoi(argv[1]);
  17.    printf("%d \t\t",freq);
  18.    ioctl(m_fd, PWM_IOCTL_STOP);
  19.    ioctl(m_fd, PWM_IOCTL_SET_FREQ,freq);
  20.    getchar();
  21.    ioctl(m_fd, PWM_IOCTL_STOP);
  22.    close(m_fd);
  23.    return 0;
  24. }
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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