基于tiny4412的Linux内核移植 -- PWM子系统学习

Posted 2020-06-11

作者信息

作者: 彭东林

邮箱：[email protected]

QQ：405728433

平台简介

开发板：tiny4412ADK + S700 + 4GB Flash

要移植的内核版本：Linux-4.4.0 （支持device tree）

u-boot版本：友善之臂自带的 U-Boot 2010.12 （为支持uImage启动，做了少许改动）

busybox版本：busybox 1.25

交叉编译工具链： arm-none-linux-gnueabi-gcc

      （gcc version 4.8.3 20140320 (prerelease) (Sourcery CodeBench Lite 2014.05-29)）

概述

     Exynos4412一共可以输出4路PWM（timer0、timer1、timer2、timer3产生的PWM有对应的输出引脚，timer4没有对应的引脚），但是在tiny4412上只有两路PWM引出供片外外设使用，分别来自timer0和timer1，其中timer0输出的PWM0用于控制底板上的有源蜂鸣器（TMB12A05），timer1产生的PWM1用于控制LCD的背光亮度。

核心板：

底板（有源蜂鸣器）：

 

底板（LCD背光）：

 

下面我们以用PWM控制蜂鸣器为例学习一下PWM子系统和backlight子系统。

实验一、用PWM控制板子上的蜂鸣器

修改设备树文件 arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dts

   1: diff --git a/arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dts b/arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dts

   2: index 585cab7..0425200 100644

   3: --- a/arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dts

   4: +++ b/arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dts

   5: @@ -123,6 +123,13 @@

   6:      cap-mmc-highspeed;

   7:  };

   8:  

   9: +&pwm {

  10: +    pinctrl-0 = <&pwm0_out &pwm1_out>;

  11: +    pinctrl-names = "default";

  12: +    samsung,pwm-outputs = <0>, <1>;

  13: +    status = "okay";

  14: +};

  15: +

  16:  &serial_0 {

  17:      status = "okay";

  18:  };

其中 pinctrl-0后的参数是为了设置用到的gpio的复用功能，pwm0_out是在arch/arm/boot/dts/exynos4x12-pinctrl.dtsi中定义的：

   1: pwm0_out: pwm0-out {

   2:     samsung,pins = "gpd0-0";

   3:     samsung,pin-function = <2>;

   4:     samsung,pin-pud = <0>;

   5:     samsung,pin-drv = <0>;

   6: };

意思是将gpiod0_0引脚设置的功能复用设置为2,2是什么意思呢？对于Samsung来说：

这里的2表示设置为TOUT_0，即PWM0的脉冲输出引脚。同理可以理解pwm1_out的意思。

samsung,pwm_outs后的参数表示只有PWM0和PWM1两路可以供板级外设使用，解析过程可以参考驱动程序。

其中pwm是在 arch/arm/boot/dts/exynos4.dtsi

   1: pwm: [email protected] {

   2:     compatible = "samsung,exynos4210-pwm";

   3:     reg = <0x139D0000 0x1000>;

   4:     interrupts = <0 37 0>, <0 38 0>, <0 39 0>, <0 40 0>, <0 41 0>;

   5:     clocks = <&clock CLK_PWM>;

   6:     clock-names = "timers";

   7:     #pwm-cells = <3>;

   8:     status = "disabled";

   9: };

重新编译设备树：

make dtbs

用新的设备树镜像启动内核

[[email protected] ]# cd /sys/class/pwm/

[[email protected] pwm]# ls

pwmchip0

[[email protected] pwm]# cd pwmchip0/

[[email protected] pwmchip0]# ls

device     export     npwm       power      subsystem  uevent     unexport

在/sys/class/pwm中有注册的pwmchip0，PWM0-3都对应这个pwmchip0，是调用pwmchip_add函数创建的。

[[email protected] pwmchip0]# ls

device     export     npwm       power      subsystem  uevent     unexport

[[email protected] pwmchip0]# cat npwm 

5

[[email protected] pwmchip0]# echo 0 > export 

[[email protected] pwmchip0]# ls

device     npwm       pwm0       uevent

export     power      subsystem  unexport

[[email protected] pwmchip0]# cd pwm0/

[[email protected] pwm0]# ls

duty_cycle  enable      period      polarity    power       uevent

npwm的意思是Exynos4412支持的pwm通道个数（在驱动里将这个值设置为了5，即将timer4也包含在内了）。蜂鸣器对应的的PWM0，所以我们向export中写入0，然后就会在当前目录下产生了一个名为pwm0的新目录，其中是设置PWM0参数的配置文件。

在pwm0目录下：

polarity：接受normal或inversed两个参数，表示TOUT_0电平翻转；在exynos4412的用户手册的第24节：

 

period：表示pwm波的周期(单位：纳秒)；

duty_cycle：在normal模式下，表示一个周期内高电平持续的时间（单位：纳秒），所以duty_cycle <= period；在reversed模式下，表示一个周期中低电平持续的时间（单位：纳秒）；

enable：向其中写入1表示启动pwm，写入0，表示关闭pwm；

更多详情请参考内核文档：Documentation/pwm.txt

下面分享一个判断tiny4412底板上的蜂鸣器是有源的还是无源的方法：

首先先关闭pwm，即向enable中写入0；然后向polarity中写入inversed，如果蜂鸣器开始响，那么就是有源蜂鸣器，否则就是无源蜂鸣器。原理是：关闭了pwm后，在normal下，TOUT_0输出低电平，在inversed模式下，TOUT_0输出高电平。（从tiny4412的原理图中看到，pwm输出高电平时，三极管导通，蜂鸣器开始响，有源蜂鸣器的特点是，只要给它一个高电平，就响，而无源的特点是，必须给脉冲才响）

下面实现一个频率为1Hz， 占空比为1:9的例子：

[[email protected] ]# cd /sys/class/pwm/pwmchip0/

[[email protected] pwmchip0]# ls

device     export     npwm       power      subsystem  uevent     unexport

[[email protected] pwmchip0]# echo 0 > export 

[[email protected] pwmchip0]# ls

device     npwm       pwm0       uevent

export     power      subsystem  unexport

[[email protected] pwmchip0]# cd pwm0/

[[email protected] pwm0]# ls

duty_cycle  enable      period      polarity    power       uevent

[[email protected] pwm0]# echo normal > polarity 

[[email protected] pwm0]# echo 1000000000 > period 

[[email protected] pwm0]# echo 100000000 > duty_cycle 

[[email protected] pwm0]# echo 1  > enable 

[[email protected] pwm0]#

这里：1秒 = 1 000 000 000 纳秒

向unexport中写入0，pwm0目录会被自动删除。

[[email protected] pwmchip0]# ls

device     npwm       pwm0       uevent

export     power      subsystem  unexport

[[email protected] pwmchip0]# echo 0 > unexport 

[[email protected] pwmchip0]# ls

device     export     npwm       power      subsystem  uevent     unexport

 

未完待续。