HI3861学习笔记（13）——PWM接口使用

Posted 2021-10-27 Leung_ManWah

一、简介

1.1 PWM

脉冲宽度调制（PWM），是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调试。 是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

例如上图中，图b)是微处理输出的数字信号，实际上他接到电机等功率设备上时，效果相当于图a)。这就是PWM调制。例如输出占空比为50%，频率为10Hz的脉冲，高电平为3.3V.则其输出的模拟效果相当于输出一个1.65V的高电平。脉冲调制有两个重要的参数，第一个就是输出频率，频率越高，则模拟的效果越好。第二个就是占空比。占空比就是改变输出模拟效果的电压大小。占空比越大则模拟出的电压越大。

1.2 GPIO复用功能

HI3861V100 芯片有 15 个 GPIO，引脚分布如下：


其中 PWM 端口有 6 个，每个 GPIO 可复用成 PWM 的端口如下：

Pin	管脚名称	复用信号
2	GPIO_00	PWM3_OUT
3	GPIO_01	PWM4_OUT
4	GPIO_02	PWM2_OUT
5	GPIO_03	PWM5_OUT
6	GPIO_04	PWM1_OUT
17	GPIO_05	PWM2_OUT
18	GPIO_06	PWM3_OUT
19	GPIO_07	PWM0_OUT
20	GPIO_08	PWM1_OUT
27	GPIO_09	PWM0_OUT
28	GPIO_10	PWM1_OUT
29	GPIO_11	PWM2_OUT
30	GPIO_12	PWM3_OUT
31	GPIO_13	PWM4_OUT
32	GPIO_14	PWM5_OUT

二、API说明

以下 GPIO 接口位于 base\\iot_hardware\\interfaces\\kits\\wifiiot_lite\\wifiiot_gpio.h。

2.1 GpioInit

功能	初始化GPIO外设
函数定义	unsigned int GpioInit(void)
参数	无
返回	错误码

2.2 GpiosetDir

功能	设置GPIO输出方向
函数定义	unsigned int GpioSetDir(WifiIotGpioIdx id, WifiIotGpioDir dir)
参数	id：表示GPIO引脚号 dir：表示GPIO输出方向
返回	错误码

以下扩展 GPIO 接口位于 base\\iot_hardware\\interfaces\\kits\\wifiiot_lite\\wifiiot_gpio_ex.h。

2.3 IoSetFunc

功能	设置GPIO引脚功能
函数定义	unsigned int IoSetFunc(WifiIotIoName id, unsigned char val)
参数	id：表示GPIO引脚号 val：表示IO复用功能
返回	错误码

以下 PWM 接口位于 base\\iot_hardware\\interfaces\\kits\\wifiiot_lite\\wifiiot_pwm.h。

业务BUILD.gn中包含路径

include_dirs = [
        "//utils/native/lite/include",
        "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0",
        "//base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite",
    ]

2.5 PwmInit

功能	初始化PWM功能
函数定义	unsigned int PwmInit (WifiIotPwmPort port)
参数	port：初始化PWM端口号
返回	错误码

2.6 PwmStart

功能	根据输入参数输出PWM信号
函数定义	unsigned int PwmStart(WifiIotPwmPort port, unsigned short duty, unsigned short freq)
参数	port：PWM端口号 duty：占空比 freq：分频倍数
返回	错误码

2.7 PwmStop

功能	关闭PWM输出信号
函数定义	unsigned int PwmStop(WifiIotPwmPort port)
参数	port：初始化PWM端口号
返回	错误码

三、使用GPIO的PWM功能实现呼吸灯的效果

编译时在业务BUILD.gn中包含路径

include_dirs = [
        "//utils/native/lite/include",
        "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0",
        "//base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite",
    ]

使用板载的LED来验证GPIO的PWM功能，在BearPi-HM_Nano开发板上LED的连接电路图如下图所示，LED的控制引脚与主控芯片的GPIO_2连接，所以需要编写软件去控制GPIO_2输出PWM波实现呼吸灯的效果。

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include "ohos_init.h"
#include "cmsis_os2.h"
#include "wifiiot_pwm.h"
#include "wifiiot_gpio.h"
#include "wifiiot_gpio_ex.h"

#define PWM_TASK_STACK_SIZE 512
#define PWM_TASK_PRIO 25

static void PWMTask(void)
{
    unsigned int i;

    //初始化GPIO
    GpioInit();

    //设置GPIO_2引脚复用功能为PWM
    IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_2, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_2_PWM2_OUT);

    //设置GPIO_2引脚为输出模式
    GpioSetDir(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_2, WIFI_IOT_GPIO_DIR_OUT);

    //初始化PWM2端口
    PwmInit(WIFI_IOT_PWM_PORT_PWM2);

    while (1)
    {
        for (i = 0; i < 40000; i += 100)
        {
            //输出不同占空比的PWM波
            PwmStart(WIFI_IOT_PWM_PORT_PWM2, i, 40000);

            usleep(10);
        }
        i = 0;
    }
}

static void PWMExampleEntry(void)
{
    osThreadAttr_t attr;

    attr.name = "PWMTask";
    attr.attr_bits = 0U;
    attr.cb_mem = NULL;
    attr.cb_size = 0U;
    attr.stack_mem = NULL;
    attr.stack_size = 512;
    attr.priority = 25;

    if (osThreadNew((osThreadFunc_t)PWMTask, NULL, &attr) == NULL)
    {
        printf("Falied to create PWMTask!\\n");
    }
}

APP_FEATURE_INIT(PWMExampleEntry);

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• 由 Leung 写于 2021 年 10 月 9 日

• 参考：【鸿蒙2.0设备开发教程】小熊派HarmonyOS 鸿蒙·季 开发教程