1.概述

本文主要講述了Linux的PWM驅動框架、實現方法、驅動添加方法和調試方法。

示例Linux內核版本：6.2.8。

【資料圖】

2.原理

PWM是Pulse-Width Modulation的簡稱，中文譯作脈沖寬度調制。作為一種調制技術，PWM的原理是通過調整周期性波形的高電平時間寬度，從而改變有效信號的占空比，實現對設備的供電控制。PWM技術的常見應用領域包括屏幕背光亮度調節、電機轉速控制和風扇轉速控制等。

Linux內核支持PWM驅動框架，該驅動框架采用結構體數據類型對PWM控制器和PWM信號進行了抽象，提供了PWM驅動框架核心代碼和sysfs接口代碼。PWM驅動開發者可以方便地利用該驅動框架，添加特定PWM控制器的驅動程序，并使用sysfs接口進行功能調試。

3.驅動框架及實現方法

3.1驅動框架源碼

PWM驅動框架的主要源碼：

./include/linux/pwm.h //PWM驅動框架頭文件

./drivers/pwm/core.c//PWM驅動框架核心代碼

./drivers/pwm/sysfs.c//PWM驅動框架sysfs接口代碼

3.2驅動框架數據結構

（1）struct pwm_chip結構體，表示PWM控制器。

驅動開發者可以根據需要設計專用的PWM控制器結構體，以struct pwm_chip結構體作為一個成員變量，下面是一個示例，在./drivers/pwm/pwm-ab8500.c驅動中定義。

（2）struct pwm_ops結構體，包括PWM控制器的操作函數。其中應該由驅動開發者實現的2個基礎函數為apply函數和get_state函數；apply函數用于配置PWM控制器，包括配置PWM信號的使能狀態、周期、占空比、極性等；get_state函數用于在注冊PWM控制器時獲取指定PWM通道信號的初始狀態，包括使能狀態、周期、占空比、極性等。

（3）struct pwm_device結構體，表示PWM控制器輸出的PWM信號。

3.3驅動框架核心函數

（1）pwmchip_add函數。用于注冊一個新的PWM控制器設備。在./drivers/pwm/core.c中定義。

（2）pwmchip_remove函數。用于移除一個PWM控制器設備。在./drivers/pwm/core.c中定義。

3.4驅動典型實現方法

（1）概要

PWM驅動源文件位于./drivers/pwm路徑下，需要驅動開發者添加相應的源文件即可，源文件設計可參考其他廠家的驅動代碼。參考原有代碼的命名風格，可以將新添加的驅動源文件命名為pwm-xx.c，將probe和remove函數分別命名為xx_pwm_probe和xx_pwm_remove，將PWM控制器結構體定義為struct xx_pwm_chip。./drivers/pwm路徑下文件如下。

（2）apply函數和get_state函數定義

根據PWM控制器手冊，由驅動開發者定義apply函數和get_state函數。

（3）xx_pwm_probe函數定義

xx_pwm_probe函數的實現方法為：首先對PWM控制器結構體struct xx_pwm_chip變量進行初始化，然后調用PWM驅動框架核心函數pwmchip_add注冊一個新的PWM控制器設備。

（4）xx_pwm_remove函數定義

xx_pwm_remove函數的實現方法為：調用PWM驅動框架核心函數pwmchip_remove移除一個PWM控制器設備。

4.驅動添加方法

4.1添加驅動源文件

按3.4節所述方法，編寫驅動源文件pwm-xx.c，添加到./drivers/pwm路徑下。

4.2添加編譯支持

（1）修改./drivers/pwm路徑下的Kconfig文件，添加所添加的PWM驅動配置選項。

（2）修改./drivers/pwm路徑下的Makefile文件，添加pwm-xx.c的編譯選項。

（3）在memuconfig界面，使能所添加的PWM驅動。配置界面如下所示。

4.3添加PWM控制器設備樹節點

在設備樹添加PWM控制器設備樹節點。該節點的基本屬性包括兼容性、寄存器和#pwm-cells數量，按需添加中斷、時鐘、復位等屬性。

PWM控制器設備樹設計方法可參考./Documentation/devicetree/bindings/pwm。

下面是PWM控制器設備樹節點的示例。參考文檔如下：

./Documentation/devicetree/bindings/pwm/nvidia,tegra20-pwm.yaml。

5.調試方法

使用sysfs接口對PWM驅動進行功能調試，主要調試命令示例如下。

（1）查看PWM控制器節點

ls /sys/class/pwm/pwmchip0

（2）打開指定PWM通道信號

echo n > /sys/class/pwm/pwmchip0/export

//n為通道編號

（3）設置PWM信號周期

echo pvalue > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/period

//pvalue為周期值

（4）設置PWM信號占空比

echo dvalue > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/duty_cycle

//dvalue為有效電平寬度值

（5）使能某個PWM通道信號

echo 1 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/enable

（6）禁止某個PWM通道信號

echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/enable