PWM使用参考

1. 概述¶

1. 概述

   PWM( Pulse Width Modulation)模块通过改变占空比来改变输出的电流、电压进而控制电机转速、液晶屏调光等。

2. 说明

   目前PWM支持的period范围：

   pwm driver的period精度支持2档调节，普通模式精度范围为44Hz – 6MHz；设置更高的精度时在menuconfig中打开CONFIG_PWM_NEW选项，此时精度范围为0.000698Hz – 6MHz。

2. 频率和占空比¶

• 频率

  每秒钟信号从高电平到低电平再回到高电平的次数。

• 占空比

  高电平持续时间和低电平持续时间之间的比例。

  

3. PWM的PADMUX与配置方法¶

4. DTSI节点属性说明¶

4.1. DTSI中PWM节点¶

PWM在dtsi中的节点如下图所示：

4.2. 节点属性¶

• compatible

  匹配使用与driver中的compatible对应

• reg

  PWM的bank值

• npwm

  chip有的PWM的个数

• pm_group_base

  仅Pudding有，PM_PWM的基地址

• clocks

  clk值

• camclk

  clk值

• interrupt

  PWM的中断

• pad-ctrl

  控制PWM的padmux，Pudding默认全PAD_UNKNOWN即可

• Status

  节点状态

5. KERNEL CONFIG¶

编译开启PWM，配置好要使用的config之后再命令行键入make menuconfig进入kernel配置界面：

之后依次进入Device Drivers==>SStar SoC platform drivers==>进入以下界面：

将光标移到SSTAR PWM之后按下空格即可操作：

M为将PWM driver编译为ko；

*号为将PWM driver直接编入kernel。

Support NEW PWM configuration这个config可以提高PWM设置的精度和范围，可以根据情况选择打开与否。（不打开时PWM可以设置的范围为44Hz– 6MHz，打开时可以设置的范围为0.000698Hz – 6MHz）

6. PADMUX配置¶

在padmux.dtsi中配置mode格式如下图的，"\<>"中第一个值为PAD值，第二个值为要设置的mode，第三个值为PAD在该mode下对应的功能；

如图中1配置完成后，请检查图中2和3，是否有其他的PAD也设置成了需要设置的mode，重复设置会引起冲突导致配置padmux失效，如果冲突的mode不需要使用则可以将其注释掉，如果需要使用，请重新选择mode。

7. 配置PWM输出（普通模式）¶

7.1. 普通精度设置¶

menuconfig中不开启PWM_NEW的情况下可以配置pwm周期与占空比的精度相对较低，建议开启PWM_NEW。这种模式下配置PWM的period的单位为Hz，duty的单位为百分比。

配置方法如下：

cd sys/class/pwm/pwmchip0/      //跳转到PWM控制目录
echo 0 > export             //创建PWM0节点
cd pwm0                     //进入PWM0控制目录
echo 10000 > period             //设置周期为10000Hz
echo 50 > duty_cycle            //设置占空比为50%
echo inversed > polarity        //设置极性为反向（不设置反向为echo normal > polarity）
echo 1 > enable             //使能PWM0

7.2. 高精度设置¶

在menuconfig中开启PWM_NEW选项时，PWM的period与duty_sycle配置的范围更大，精度也更高。

配置方法与普通精度也不同，这种模式下配置PWM的period和duty_cycle使用纳秒为单位，所以要先计算周期和占空比的值。

要设置PWM0频率为10KHZ占空比为½，则period=10^9/10000=100000，duty_cycle=½*100000=50000。

要设置PWM1频率为30HZ占空比为½，则period=10^9/30=33333333，duty_cycle=½*33333333=16666666。

配置PWM：

cd sys/class/pwm/pwmchip0/             //跳转到PWM控制路径
echo 0 >export                         //创建PWM0节点 使用PAD_GPIO0
cd pwm0                                //进入PWM0控制路径
echo 100000 >period                    //配置周期
echo 50000 >duty_cycle                 //设置占空比
echo 1 >enable                         //使能PWM0

8. GROUP相关概念¶

8.1. Group功能（Sync mode）¶

Group功能可以同时对多个PWM进行控制（一个group至多4个），要使用PWM的Group功能需要将PWM加入到Group中（每个PWM只能加入到固定的Group中：PWM0 - 3 >Group 0 ,PWM4 – 7>Group 1,PWM8 – 10==>Group 2），可通过以下命令将一个PWM加入到Group中：

echo PWM_ID enable > group_mode

之后对加入到Group的各个PWM进行配置再Enable，这时driver会将之前的配置一起下到寄存器中再Enable Group中的PWM，Group中的PWM会同时开始出配置的波形。

Group功能的典型应用是Sync mode（也叫马达模式），这个模式要求在同一个Group中的PWM的Period都相同，这样波形的周期就是同时开始同时结束，可以用来实现电机同步等功能。

8.2. period、begin、end¶

period是PWM的周期，开关PWM_NEW配置period的值单位不同，详见配置PWM输出（GROUP模式），配置方法如下：

echo PWM_ID period > group_period

begin设置的是PWM 的shift值，这个值可以将PWM的相位相对于其他的PWM有一个偏移，end设置的是PWM的duty值，group中的duty与普通模式下不同，group中PWM的占空比需要将duty减去shift即end – begin。

Group中配置begin与shift的方法如下：

echo PWM_ID end > group_end
echo PWM_ID begin > group_begin

8.3. Hold功能¶

Group的Hold功能可以让加入到Group中的PWM在完成Hold命令前的周期波形之后停止。

Hold命令如下：

echo GROUP_ID > group_hold

Group的Hold功能分为2种：

• Hold_mode_0

• Hold_mode_1

两者的区别为：Hold_mode_0在PWM停止以后会维持结束时电平；Hold_mode_1会PWM停止之后将电平全部拉低。

改变Hold的mode命令如下：

echo HOLD_mode > group_hold_mode1

在驱动中将Hold_mode_0作为Group出波形中更改PWM设置的方法，在Enable group之后配置需要更改的配置，再使用Hold_mode_0会将新配置导入到寄存器并出现新波形，这样不会影响到Group之间的PWM同步，具体操作方法见配置PWM输出（GROUP模式）。

图 8‑1：HOLD_MODE_0

图 8‑2：HOLD_MODE_1

8.4. Round功能¶

Round功能可以让Group中的PWM出完指定的周期数之后停止并触发Round中断。

Round命令如下：

echo GROUP_ID round > group_round

8.5. Stop功能¶

Stop功能可以让当前Group中的PWM立即停止（不会等当前周期完成），PWM会维持结束时的电平。

Stop命令如下：

echo GROUP_ID enable > group_stop

9. 配置PWM输出（GROUP模式）¶

Group模式为了保持PWM之间的同步会将用户的配置先暂存，只有在Enable以及Hold中断触发时将用户的配置写到寄存器中才生效。

使用中需要Group在enable之后，更改PWM的period、begin、end的值时，先进行配置，再下Hold_mode_0使能命令来触发中断，将新的配置下到寄存器中来使其生效。

9.1. 普通精度设置¶

menuconfig中不开启PWM_NEW的情况下，配置pwm周期与占空比的精度相对较低，建议开启PWM_NEW。这种模式下配置PWM的period的单位为Hz，duty的单位为千分比。配置方法如下（注意：在同一个GROUP中的PWM的period要相同）：

cd sys/devices/virtual/mstar/motor/ //进入马达模式控制目录
    echo 1 1 > group_mode               //将PWM1加入到GROUP模式中
    echo 0 10000 > group_period         //设置PWM0的period为10000HZ
echo 0 500 > group_end              //设置PWM0的duty为500‰
    echo 1 10000 > group_period         //设置PWM1的period为10000HZ
    echo 1 250 > group_begin            //设置PWM1的shift为250‰
    echo 1 750 > group_end              //设置PWM1的duty为750‰
    echo 0 1 > group_enable             //启动Group0
    echo 0 750 > group_end              //更改PWM0的duty为750‰
    echo 0 1 > group_hold               //触发Group0 Hold中断使Enable之后的配置生效
    echo 0 1000 > group_round           //配置Group0输出1000个周期的

9.2. 高精度设置¶

menuconfig中开启PWM_NEW时，PWM的period与duty_sycle配置的范围更大，精度也更高。

配置方法与普通精度也不同，这种模式下配置PWM的period和duty_cycle使用纳秒为单位，所以要先计算周期和占空比的值。

要设置PWM0频率为10KHZ占空比为½，则period=10^9/10000=100000，duty_cycle=½*100000=50000。

要设置PWM1频率为30HZ占空比为½，则period=10^9/30=33333333，duty_cycle=½*33333333=16666666。

配置PWM：

cd sys/devices/virtual/mstar/motor/     //进入马达模式控制目录
    echo 1 1 > group_mode                   //将PWM1加入到GROUP模式中
    echo 0 100000 > group_period                //设置PWM0的period为100000ns对应10000Hz
echo 0 50000 > group_end                //设置PWM0的duty为50000ns对应500‰
    echo 1 100000 > group_period                //设置PWM1的period为100000ns对应10000HZ
    echo 1 25000 > group_begin              //设置PWM1的shift为25000ns对应250‰
    echo 1 75000 > group_end                //设置PWM1的duty为75000ns对应750‰
    echo 0 1 > group_enable                 //启动Group0
    echo 0 75000 > group_end                //更改PWM0的duty为75000ns对应750‰
    echo 0 1 > group_hold                   //触发Group0 Hold中断使enable之后的设置生效
    echo 0 1000 > group_round               //配置Group0输出1000个周期的