Linux-2.6.32.2內(nèi)核在mini2440上的移植(十七)---移植PWM控制蜂鳴器
移植環(huán)境
1，主機(jī)環(huán)境：VMare下CentOS 5.5 ，1G內(nèi)存。
2，集成開(kāi)發(fā)環(huán)境：Elipse IDE
3，編譯編譯環(huán)境：arm-linux-gcc v4.4.3，arm-none-linux-gnueabi-gcc v4.5.1。
4，開(kāi)發(fā)板：mini2440，2M nor flash，128M nand flash。
5，u-boot版本：u-boot-2009.08
6，linux 版本：linux-2.6.32.2
7，參考文章：
嵌入式linux應(yīng)用開(kāi)發(fā)完全手冊(cè)，韋東山，編著。
Mini2440 之Linux 移植開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南
【1】硬件原理
Mini2440 板帶有一個(gè)蜂鳴器，它是由PWM 控制的，下面是它的連接原理圖：
可以看出，蜂鳴器所用的GPB0 端口復(fù)用的功能為T(mén)OUT0，它其實(shí)也就是PWM 輸出。這在S3C2440 手冊(cè)中可以看到：
因此，我們需要在驅(qū)動(dòng)程序中，首先把 GPB0 端口設(shè)置為PWM 功能輸出，再設(shè)定相應(yīng)的Timer 就可以控制PWM 的輸出頻率了。
【2】驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)
在 linux-2.6.32.2/drivers/misc目錄下，增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序文件mini2440_pwm.c，內(nèi)容如下：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define DEVICE_NAME "pwm"http://設(shè)備名
#define PWM_IOCTL_SET_FREQ 1//定義宏變量，用于后面的ioctl 中的switch case
#define PWM_IOCTL_STOP 0//定義信號(hào)量 lock
static struct semaphore lock;
/* freq: pclk/50/16/65536 ~ pclk/50/16
* if pclk = 50MHz, freq is 1Hz to 62500Hz
* human ear : 20Hz~ 20000Hz
*/
static void PWM_Set_Freq( unsigned long freq )//設(shè)置pwm 的頻率，配置各個(gè)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 設(shè)置GPB0 為tout0,pwm 輸出
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(0), S3C2410_GPB0_TOUT0);
tcon = __raw_readl(S3C2410_TCON);//讀取寄存器TCON 到tcon
tcfg1 = __raw_readl(S3C2410_TCFG1);//讀取寄存器TCFG1 到tcfg1
tcfg0 = __raw_readl(S3C2410_TCFG0);//讀取寄存器TCFG0 到tcfg0
//prescaler = 50
// S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK定時(shí)器0 和1 的預(yù)分頻值的掩碼，TCFG[0~8]
tcfg0 &= ~S3C2410_TCFG_PRESCALER0_MASK;
tcfg0 |= (50 - 1);// 預(yù)分頻為50
//mux = 1/16
tcfg1 &= ~S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK;//S3C2410_TCFG1_MUX0_MASK 定時(shí)器0 分割值的掩碼TCFG1[0~3]
tcfg1 |= S3C2410_TCFG1_MUX0_DIV16;//定時(shí)器0 進(jìn)行16 分割
__raw_writel(tcfg1, S3C2410_TCFG1);//把tcfg1 的值寫(xiě)到分割寄存器S3C2410_TCFG1 中
__raw_writel(tcfg0, S3C2410_TCFG0);//把tcfg0 的值寫(xiě)到預(yù)分頻寄存器S3C2410_TCFG0 中
clk_p = clk_get(NULL, "pclk");//得到pclk
pclk = clk_get_rate(clk_p);
tcnt = (pclk/50/16)/freq;//得到定時(shí)器的輸入時(shí)鐘，進(jìn)而設(shè)置PWM 的調(diào)制頻率
__raw_writel(tcnt, S3C2410_TCNTB(0));//PWM 脈寬調(diào)制的頻率等于定時(shí)器的輸入時(shí)鐘
__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);//把tcon 寫(xiě)到計(jì)數(shù)器控制寄存器S3C2410_TCON 中
tcon &= ~2; //clear manual update bit
__raw_writel(tcon, S3C2410_TCON);
}
static void PWM_Stop(void)
{
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(0), S3C2410_GPIO_OUTPUT);//設(shè)置GPB0 為輸出
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(0), 0);//設(shè)置GPB0 為低電平，使蜂鳴器停止
}
static int s3c24xx_pwm_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
if (!down_trylock(&lock))//是否獲得信號(hào)量，是down_trylock(&lock）=0，否則非0
return 0;
else
return -EBUSY;//返回錯(cuò)誤信息：請(qǐng)求的資源不可用
}
static int s3c24xx_pwm_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
PWM_Stop();
up(&lock);//釋放信號(hào)量lock
return 0;
}
/*cmd 是1，表示設(shè)置頻率；cmd 是2 ，表示停止pwm*/
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 即進(jìn)入case PWM_IOCTL_SET_FREQ
if (arg == 0)//如果設(shè)置的頻率參數(shù)是0
return -EINVAL;//返回錯(cuò)誤信息，表示向參數(shù)傳遞了無(wú)效的參數(shù)
PWM_Set_Freq(arg);//否則設(shè)置頻率
break;
case PWM_IOCTL_STOP:// if cmd=2 即進(jìn)入case PWM_IOCTL_STOP
PWM_Stop();//停止蜂鳴器
break;
}
return 0;//成功返回
}
/*初始化設(shè)備的文件操作的結(jié)構(gòu)體*/
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);//初始化一個(gè)互斥鎖
ret = misc_register(&misc);//注冊(cè)一個(gè)misc 設(shè)備
if(ret < 0)
{
printk(DEVICE_NAME "register falid!n");
return ret;
}
printk (DEVICE_NAME "tinitialized!n");
return 0;
}
static void __exit dev_exit(void)
{
misc_deregister(&misc);//注銷(xiāo)設(shè)備
}
module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");
MODULE_DESCRIPTION("S3C2410/S3C2440 PWM Driver");
以上驅(qū)動(dòng)程序中，一些關(guān)鍵詞的解釋和說(shuō)明如下：
(1) CPU 計(jì)數(shù)器控制寄存器
1>配置定時(shí)器輸入時(shí)鐘
TCFG0-時(shí)鐘配置寄存器0，用于獲得預(yù)分頻值（1~255）
TCFG1-時(shí)鐘配置寄存器1，用于獲得分割值（2，4，8，16，32）
定時(shí)器輸入時(shí)鐘頻率=PLCK/{預(yù)分頻+1}/{分割值}
2>配置PWM 的占空比
TCNTB0-定時(shí)器0 計(jì)數(shù)緩存寄存器，是由定時(shí)器的輸入時(shí)鐘分頻得到,是脈寬調(diào)制的頻率。
TCMTB0-定時(shí)器0 比較緩存寄存器，用于設(shè)定PWM 的占空比，寄存器值為高定平的
假設(shè)TCNTB0 的頻率是160，如果TCMTB0 是110，則PWM 在110 個(gè)周期是高定平，50 周期是低電平，從而占空比為11：5。
3>定時(shí)器控制寄存器TCON
TCON[0~4]用于控制定時(shí)器0
(2) 讀寫(xiě)寄存器的函數(shù)：__raw_readl和__raw_writel
讀端口寄存器用__raw_readl(a )，該函數(shù)從端口a 返回一個(gè)32 位的值。相關(guān)的定義在include/asm-arm/io.h 中。#define __raw_readl(a) (*(volatile unsigned int*)(a))，寫(xiě)端口寄存器用__raw_writel(v,a)，該函數(shù)將一個(gè)32 位的值寫(xiě)入端口a 中。相關(guān)的定義在include/asm-arm/io.h中。#define __raw_writel(v,a) (*(volatile unsigned int*)(a) = (v))。此處設(shè)置功能控制寄存器，將相應(yīng)的引腳設(shè)為輸出狀態(tài)。
(3 )內(nèi)核中操作gpio
gpio_cfgpin配置相應(yīng)GPIO 口的功能
gpio_setpinIO 口為輸出功能時(shí)，寫(xiě)引腳
(4) 內(nèi)核中基于信號(hào)量的Llinux 的并發(fā)控制
在驅(qū)動(dòng)程序中，當(dāng)多個(gè)線(xiàn)程同時(shí)訪問(wèn)相同的資源時(shí)，可能會(huì)引發(fā)“競(jìng)態(tài)”，因此必須對(duì)共享資源進(jìn)行并發(fā)控制。信號(hào)量（絕大多數(shù)作為互斥鎖使用）是一種進(jìn)行并發(fā)控制的手段（還有自旋鎖，它適合于保持時(shí)間非常短的時(shí)間）。信號(hào)量只能在進(jìn)程的上下文中使用。
void init_MUTEX(&lock)初始化一個(gè)互斥鎖，即他把信號(hào)量lock 設(shè)置為1。
void up (&lock) 釋放信號(hào)量，喚醒等待者。
int down_trylock(&lock)嘗試獲得信號(hào)量lock ，如果能夠立刻獲得，就獲得信號(hào)量，并返回為0.否則返回非0.并且它不會(huì)導(dǎo)致休眠，可以在中斷上下文中使用。在PWM 中，當(dāng)計(jì)數(shù)值溢出時(shí)，就會(huì)引發(fā)計(jì)數(shù)中斷。所以在這里用這個(gè)函數(shù)來(lái)獲得信號(hào)。
【3】為內(nèi)核添加按鍵設(shè)備的內(nèi)核配置選項(xiàng)
打開(kāi) linux-2.6.32.2/drivers/misc/Kconfig 文件，定位到39行附近，加入如下紅色部分內(nèi)容：
config MINI2440_BUZZER
tristate "Buzzer driver for FriendlyARM Mini2440 development boards"
depends on MACH_MINI2440
default y if MACH_MINI2440
help
this is buzzer driver for FriendlyARM Mini2440 development boards
config ATMEL_PWM
tristate "Atmel AT32/AT91 PWM support"
depends on AVR32 || ARCH_AT91SAM9263 || ARCH_AT91SAM9RL || ARCH_AT91CAP9
help
This option enables device driver support for the PWM channels
on certain Atmel processors. Pulse Width Modulation is used for
purposes including software controlled power-efficient backlights
on LCD displays, motor control, and waveform generation.
【4】把對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)目標(biāo)文件加入內(nèi)核
打開(kāi)linux-2.6.32.2/drivers/misc/Makefile，定位到27行附近，把該驅(qū)動(dòng)程序的目標(biāo)文件根據(jù)配置定義加入，如下紅色部分：
obj-$(CONFIG_C2PORT)+= c2port/
obj-$(CONFIG_MINI2440_BUTTONS) += mini2440_buttons.o
obj-$(CONFIG_LEDS_MINI2440) += mini2440_leds.o
obj-$(CONFIG_MINI2440_ADC) += mini2440_adc.o
obj-$(CONFIG_MINI2440_BUZZER) += mini2440_pwm.o
obj-y+= eeprom/
obj-y+= cb710/
這樣
下載文檔
