mini2440的pwm驱动程序和测试程序详解
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