OpenHarmony:如何使用HDF平台驱动控制PWM 原创 精华
1、程序介绍
本程序是基于OpenHarmony标准系统编写的平台驱动案例:PWM
目前已在凌蒙派-RK3568开发板跑通。详细资料请参考官网:https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk3568-openharmony/tree/master/samples/b05_platform_device_pwm
详细资料请参考官网:
2、基础知识
2.1、PWM概述
PWM(Pulse Width Modulation)即脉冲宽度调制,是一种对模拟信号电平进行数字编码并将其转换为脉冲的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。通常情况下,在使用马达控制、背光亮度调节时会用到PWM模块。
在HDF框架中,PWM接口适配模式采用独立服务模式(如图1所示)。在这种模式下,每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问,设备管理器收到API的访问请求之后,通过提取该请求的参数,达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。独立服务模式可以直接借助HDF设备管理器的服务管理能力,但需要为每个设备单独配置设备节点,增加内存占用。
独立服务模式下,核心层不会统一发布一个服务供上层使用,因此这种模式下驱动要为每个控制器发布一个服务,具体表现为:
- 驱动适配者需要实现HdfDriverEntry的Bind钩子函数以绑定服务。
- device_info.hcs文件中deviceNode的policy字段为1或2,不能为0。
PWM模块各分层作用:
- 接口层提供打开PWM设备、设置PWM设备周期、设置PWM设备占空时间、设置PWM设备极性、设置PWM设备参数、获取PWM设备参数、使能PWM设备、禁止PWM设备、关闭PWM设备的接口。
- 核心层主要提供PWM控制器的添加、移除以及管理的能力,通过钩子函数与适配层交互。
- 适配层主要是将钩子函数的功能实例化,实现具体的功能。
PWM独立服务模式结构图,如下图所示:
2.2、PWM驱动开发
2.2.1、PWM驱动开发接口
为了保证上层在调用PWM接口时能够正确的操作PWM控制器,核心层在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/pwm/pwm_core.h中定义了以下钩子函数,驱动适配者需要在适配层实现这些函数的具体功能,并与钩子函数挂接,从而完成适配层与核心层的交互。
PwmMethod定义:
PwmMethod结构体成员的钩子函数功能说明:
2.2.2、PWM驱动开发步骤
PWM模块适配包含以下四个步骤:
- 驱动实例化驱动入口。
- 配置属性文件。
- 实例化PWM控制器对象。
- 驱动调试。
我们以///drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/pwm/pwm_adapter.c为例(该PWM驱动是建立于Linux PWM子系统基础上创建)。
2.2.2.1、驱动实例化驱动入口
驱动入口必须为HdfDriverEntry(在hdf_device_desc.h中定义)类型的全局变量,且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架会将所有加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总,形成一个类似数组的段地址空间,方便上层调用。 一般在加载驱动时HDF会先调用Bind函数,再调用Init函数加载该驱动。当Init调用异常时,HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。
PWM驱动入口开发参考:
2.2.2.2、配置属性文件
完成驱动入口注册之后,需要在device_info.hcs文件中添加deviceNode信息,deviceNode信息与驱动入口注册相关。本例以两个PWM控制器为例,如有多个器件信息,则需要在device_info.hcs文件增加对应的deviceNode信息。器件属性值与核心层PwmDev成员的默认值或限制范围有密切关系,比如PWM设备号,需要在pwm_config.hcs文件中增加对应的器件属性。
本次案例以rk3568为案例(即文件//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs),添加deviceNode描述,具体修改如下:
pwm_config.hcs 配置参考//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/platform/pwm_config.hcs,具体修改如下:
2.2.2.3、实例化PWM控制器对象
完成驱动入口注册之后,下一步就是以核心层PwmDev对象的初始化为核心,包括驱动适配者自定义结构体(传递参数和数据),实例化PwmDev成员PwmMethod(让用户可以通过接口来调用驱动底层函数),实现HdfDriverEntry成员函数(Bind、Init、Release)。
2.2.2.4、驱动调试
建议先在Linux下修改确认,再移植到OpenHarmony。
2.3、PWM应用开发
通常情况下,在使用马达控制、背光亮度调节时会用到PWM模块。
2.3.1、接口说明
PWM模块提供的主要接口如下表所示,具体API详见//drivers/hdf_core/framework/include/platform/pwm_if.h。
PwmConfig结构体介绍如下所示:
PWM驱动API接口功能介绍如下所示:
(1)PwmOpen
在操作PWM设备时,首先要调用PwmOpen获取PWM设备句柄,该函数会返回指定设备号的PWM设备句柄。
PwmOpen参数定义如下:
PwmOpen返回值定义如下:
假设系统中的PWM设备号为0,获取该PWM设备句柄的示例如下:
(2)PwmClose
关闭PWM设备,系统释放对应的资源。
PwmClose参数定义如下:
PwmClose返回值定义如下:
(3)PwmEnable
使能PWM设备。
PwmEnable参数定义如下:
PwmEnable返回值定义如下:
(4)PwmDisable
禁用PWM设备。
PwmDisable参数定义如下:
PwmDisable返回值定义如下:
(5)PwmSetPeriod
设置PWM设备周期
PwmSetPeriod参数定义如下:
PwmSetPeriod返回值定义如下:
(6)PwmSetDuty
设置PWM设备占空时间。
PwmSetDuty参数定义如下:
PwmSetDuty返回值定义如下:
(7)PwmSetPolarity
设置PWM设备极性。
PwmSetDuty参数定义如下:
PwmSetDuty返回值定义如下:
(8)PwmSetConfig
设置PWM设备参数。
PwmSetConfig参数定义如下:
PwmSetConfig返回值定义如下:
(9)PwmGetConfig
获取PWM设备参数。
PwmGetConfig参数定义如下:
PwmGetConfig返回值定义如下:
2.2.2、开发流程
使用PWM的一般流程如下图所示:
3、程序解析
3.1、准备工作
查看《凌蒙派-RK3568开发板_排针说明表_》(即Git仓库的//docs/board/凌蒙派-RK3568开发板_排针说明表_v1.0.xlsx),选中PWM7_IR(即GPIO0_C6)。
3.2、Linux内核解析
3.2.1、创建Linux内核Git
请参考《OpenHarmony如何为内核打patch》(即Git仓库的//docs/OpenHarmony如何为内核打patch.docx)。
3.2.2、修改设备树PWM7配置
修改//arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-lockzhiner.dtsi(即该目录是指已打Patch后的Linux内核,不是OpenHarmony主目录),具体如下所示:
3.2.3、创建内核patch
请参考《OpenHarmony如何为内核打patch》(即Git仓库的//docs/OpenHarmony如何为内核打patch.docx)。
3.2.4、替换OpenHarmony的内核patch
将制作出的kernel.patch替换到//kernel/linux/patches/linux-5.10/rk3568_patch/kernel.patch即可。
3.3、OpenHarmony配置树配置
该部分不用特殊配置,本开发案例已经编写好。
3.3.1、device_info.hcs
//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs已定义好,具体如下:
注意:policy必须为2,表示对内核态和用户态提供服务。否则,应用程序无法调用。
3.3.2、pwm_config.hcs
//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/platform/pwm_config.hcs,具体内容如下:
注意:上述的num为PwmOpen(uint32_t num),它是Linux PWM的排序序号(即PWM7的num是排列序号3,从0开始排序),不是特指PWM实际编号(即PWM7)。
3.4、OpenHarmony PWM平台驱动
在//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/pwm/pwm_adapter.c已编写对接Linux PWM驱动的相关代码,具体内容如下:
3.5、应用程序
3.5.1、pwm_test.c
PWM相关头文件如下所示:
主函数定义PWM接口调用,具体如下:
其中,PwmSetCfg_Ext1函数定义如何配置PWM相关参数,具体如下所示:
3.5.2、BUILD.gn
编写应用程序的BUILD.gn,具体内容如下:
3.5.3、参与应用程序编译
编辑//vendor/lockzhiner/rk3568/samples/BUILD.gn,开启编译选项。具体如下:
4、程序编译
建议使用docker编译方法,运行如下:
5、运行结果
运行如下:
使用示波器连接排线的0_C6(即GPIO0_C6,即PWM7),可以看到如下:
适配不易,必须点赞
这个示波器很有年代感
先学下Linux
其他开发板可以用吗
赞!文字写得很详细。有个小小的疑问还望解答: PwmOpen(num=3) 怎么就对应PWM7的,适配时hcs中描述了0-4,那么我有PWM0,一共6通道(PWM0_(0-5)),这个又怎么确定PwmOpen( num)与通道的关系呢?
Linux驱动这块几乎都可以用。hdf都写好了,配置一下hcs、设备树就可以