远程视频监控之驱动篇（PWM）

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一.代码

#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 <linux/interrupt.h>
#include <linux/gpio.h>

#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <mach/gpio.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <plat/regs-timer.h>
#include <mach/regs-irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/mach/time.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/clk.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/miscdevice.h>

#define PWM_IOCTL_SET_FREQ		1
#define PWM_IOCTL_STOP			0
static  int major;

static struct class *wvm_pwm_class;  

static struct semaphore lock;

static void PWM_Set_Freq( unsigned long freq )
{
	//定义局部变量
	unsigned long tcnt;
	unsigned long tcon;
	unsigned long tcfg1;
	unsigned long tcfg0;

	struct clk *clk_p;
	unsigned long pclk;

	//set GPB0 as tout0, pwm output
	s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(0), S3C2410_GPB0_TOUT0); //设置GPB0为输出引脚
        
        //读取寄存器
	tcon = __raw_readl(S3C2410_TCON);     
	tcfg1 = __raw_readl(S3C2410_TCFG1);
	tcfg0 = __raw_readl(S3C2410_TCFG0);

	//prescaler = 50
	tcfg0 &= ~S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK;  //S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK（0xff）定时器0和1的预分频值的掩码，TCFG[0~8]
	tcfg0 |= (50 - 1);                       //预分频50

	//mux = 1/16
	tcfg1 &= ~S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK;       //清零S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK(0xf)
	tcfg1 |= S3C2410_TCFG1_MUX0_DIV16;       //设置tcfg1的值为0x0011即：1/16

	__raw_writel(tcfg1, S3C2410_TCFG1);      //将值tcfg1写入定时器配置寄存器1中
	__raw_writel(tcfg0, S3C2410_TCFG0);      //将值tcfg0写入定时器配置寄存器1中

	clk_p = clk_get(NULL, "pclk");           
	pclk  = clk_get_rate(clk_p);             //从系统平台时钟队列中获取pclk的时钟频率，在include/linux/clk.h中定义
	tcnt  = (pclk/50/16)/freq;               //计算定时器0的输出时钟频率(pclk/{prescaler0 + 1}/divider value)
	
	__raw_writel(tcnt, S3C2410_TCNTB(0));    //设置定时器0计数缓存寄存器的值
	__raw_writel(tcnt/2, S3C2410_TCMPB(0));  //设置定时器0比较缓存寄存器的值
				
	tcon &= ~0x1f;          
	tcon |= 0xb;		//disable deadzone, auto-reload, inv-off, update TCNTB0&TCMPB0, start timer 0（关闭死区、自动重载、关反相器、更新TCNTB0&TCMPB0、启动定时器0）
	__raw_writel(tcon, S3C2410_TCON);//设置定时器控制寄存器的0-4位，即对定时器0进行控制
	
	tcon &= ~2;			//clear manual update bit(清除定时器0的手动更新位)
	__raw_writel(tcon, S3C2410_TCON);
}

static void wvm_pwm_drv_Stop(void)
{
	s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(0), S3C2410_GPIO_OUTPUT); //设置GPB0为输出引脚
	s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(0), 0);                   //设置为0，使蜂鸣器停止	
}

static int wvm_pwm_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	if (!down_trylock(&lock))  //如果第一次打开能获取到返回一个0，如果在没有释放前，再次要打开会返回一个非0值
		return 0;
	else
		return -EBUSY;

}

/*cmd 是1，表示设置频率；cmd 是0 ，表示停止pwm*/
static long wvm_pwm_drv_ioctl( struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
	switch (cmd) 
	{
	case PWM_IOCTL_SET_FREQ:
		if (arg == 0)               //若果参数是0，则返回错误
			return -EINVAL;
		PWM_Set_Freq(arg);
		break;

	case PWM_IOCTL_STOP:
		wvm_pwm_drv_Stop();
		break;
	}

	return 0;
}

static int wvm_pwm_drv_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
        wvm_pwm_drv_Stop();    //蜂鸣器停止
        up(&lock);             //释放互斥锁
	return 0;
}

static struct file_operations wvm_pwm_drv_fops = {
           .owner            =  THIS_MODULE,      /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
           .open             =  wvm_pwm_drv_open,     
	   .unlocked_ioctl   =  wvm_pwm_drv_ioctl,	   
	   .release          =  wvm_pwm_drv_close,

};

static int wvm_pwm_drv_init(void)
{ 
	major = register_chrdev(0, "wvm_pwm_drv", &wvm_pwm_drv_fops);
	
	if(major < 0)
        {
          printk(  " wvm_pwm_drvregister falid!/n");
          return major;
        }

	wvm_pwm_class = class_create(THIS_MODULE, "wvm_pwm_drv");
	
	if(IS_ERR(wvm_pwm_class))
        {
          printk( " wvm_pwm_drv register class falid!/n");
          return -1;
        }

	/* 为了让mdev根据这些信息来创建设备节点 */
	device_create(wvm_pwm_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "wvm_pwm"); /* /dev/wvm_pwm */
	sema_init(&lock, 1);     //定义互斥锁 

	return 0;
}

static void wvm_pwm_drv_exit(void)
{
	unregister_chrdev(major, "wvm_pwm_drv");
	device_destroy(wvm_pwm_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(wvm_pwm_class);
}

module_init(wvm_pwm_drv_init);

module_exit(wvm_pwm_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

二.应用测试   

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <math.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int tmp;
    int cmd;
    int fd;

    //打开蜂鸣器设备
    fd = open("/dev/wvm_pwm", O_RDWR);

    if(fd < 0)
    {
        printf("Open PWM Device Faild!\n");
        exit(1);
    }


    while(1)
    {   
    	cmd=1;
 	ioctl(fd,cmd,700); //蜂鸣器响 	
        usleep(800000);    //延时
        ioctl(fd,cmd,2000);
        usleep(800000);
        
    }
    //关闭设备
    close(fd);

    return 0;
}

三.分析

    1.调用过程

               应用程序：ioctl(fd,cmd,700);   调用---> 驱动程序：wvm_pwm_drv_ioctl（）

                                                                                                cmd=1  ,arg不等于0       调用--->   PWM_Set_Freq（）
               由此我们看到PWM_Set_Freq（）才是整个驱动的核心，下面我将结合硬件来讲解这个函数

     2.如何实现

              a.设置GPB0为PWM引脚

              b.设置定时器配置寄存器（TCFG0,TCFG1），目的是设定定时器的输出频率（这两个寄存器的值决定了输出频率）

                预分频值：本程序设为了50

                               分频值设为1/16

              c.设置定时器0计数缓存器（TCNTB0控制PWM频率）和定时器0比较缓存器（TCMTB0控制PWM值），其中TCMTB0为TCNTB0的一半，即占空比为百分之50，输出频率：tcnt  = (pclk/50/16)/freq;  其中freq即为我们设定的频率参数。（这里的调节蜂鸣器，只是固定的占空比调节输出频率，如果想调光等，需要的是固定频率，调节占空比，大家可以改动驱动自己尝试下）虽然在本项目中没遇到，但是我觉得还是有必要讲解下，占空比是如何调节的

               首先要明确一点当设定完TCNTB0，TCMTB0他们就不变了，TCNTB0对应的内部寄存器TCNT0开始递减 。当其等于TCMTB0电平翻转，当其变为0时，电平再次翻转。所以想控制占空比的话，只需要控制TCNTB0即可。

              d.设置定时器控制寄存器（TCON）

首先：关闭死区、自动重载、关反相器、更新TCNTB0&TCMPB0（第一次必须手动更新）、启动定时器0

然后：清除手动更新，因为已经设置了自动重载。

                    

参考：http://blog.chinaunix.net/uid-25445243-id-212935.html