1、程序介紹

本程序是基于OpenHarmony標準系統(tǒng)編寫的平臺驅(qū)動案例：PWM

2、基礎(chǔ)知識

2.1、PWM概述

PWM（Pulse Width Modulation）即脈沖寬度調(diào)制，是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼并將其轉(zhuǎn)換為脈沖的技術(shù)，廣泛應用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。通常情況下，在使用馬達控制、背光亮度調(diào)節(jié)時會用到PWM模塊。

在HDF框架中，PWM接口適配模式采用獨立服務(wù)模式（如圖1所示）。在這種模式下，每一個設(shè)備對象會獨立發(fā)布一個設(shè)備服務(wù)來處理外部訪問，設(shè)備管理器收到API的訪問請求之后，通過提取該請求的參數(shù)，達到調(diào)用實際設(shè)備對象的相應內(nèi)部方法的目的。獨立服務(wù)模式可以直接借助HDF設(shè)備管理器的服務(wù)管理能力，但需要為每個設(shè)備單獨配置設(shè)備節(jié)點，增加內(nèi)存占用。

獨立服務(wù)模式下，核心層不會統(tǒng)一發(fā)布一個服務(wù)供上層使用，因此這種模式下驅(qū)動要為每個控制器發(fā)布一個服務(wù)，具體表現(xiàn)為：

驅(qū)動適配者需要實現(xiàn)HdfDriverEntry的Bind鉤子函數(shù)以綁定服務(wù)。

device_info.hcs文件中deviceNode的policy字段為1或2，不能為0。

PWM模塊各分層作用：

接口層提供打開PWM設(shè)備、設(shè)置PWM設(shè)備周期、設(shè)置PWM設(shè)備占空時間、設(shè)置PWM設(shè)備極性、設(shè)置PWM設(shè)備參數(shù)、獲取PWM設(shè)備參數(shù)、使能PWM設(shè)備、禁止PWM設(shè)備、關(guān)閉PWM設(shè)備的接口。

核心層主要提供PWM控制器的添加、移除以及管理的能力，通過鉤子函數(shù)與適配層交互。

適配層主要是將鉤子函數(shù)的功能實例化，實現(xiàn)具體的功能。

PWM獨立服務(wù)模式結(jié)構(gòu)圖，如下圖所示：

2.2、PWM驅(qū)動開發(fā)

2.2.1、PWM驅(qū)動開發(fā)接口

為了保證上層在調(diào)用PWM接口時能夠正確的操作PWM控制器，核心層在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/pwm/pwm_core.h中定義了以下鉤子函數(shù)，驅(qū)動適配者需要在適配層實現(xiàn)這些函數(shù)的具體功能，并與鉤子函數(shù)掛接，從而完成適配層與核心層的交互。

PwmMethod定義：

struct PwmMethod { int32_t (*setConfig)(struct PwmDev *pwm, struct PwmConfig *config); int32_t (*open)(struct PwmDev *pwm); int32_t (*close)(struct PwmDev *pwm);};

PwmMethod結(jié)構(gòu)體成員的鉤子函數(shù)功能說明：

2.2.2、PWM驅(qū)動開發(fā)步驟

PWM模塊適配包含以下四個步驟：

驅(qū)動實例化驅(qū)動入口。

配置屬性文件。

實例化PWM控制器對象。

驅(qū)動調(diào)試。

我們以///drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/pwm/pwm_adapter.c為例（該PWM驅(qū)動是建立于Linux PWM子系統(tǒng)基礎(chǔ)上創(chuàng)建）。

2.2.2.1、驅(qū)動實例化驅(qū)動入口

驅(qū)動入口必須為HdfDriverEntry（在hdf_device_desc.h中定義）類型的全局變量，且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架會將所有加載的驅(qū)動的HdfDriverEntry對象首地址匯總，形成一個類似數(shù)組的段地址空間，方便上層調(diào)用。一般在加載驅(qū)動時HDF會先調(diào)用Bind函數(shù)，再調(diào)用Init函數(shù)加載該驅(qū)動。當Init調(diào)用異常時，HDF框架會調(diào)用Release釋放驅(qū)動資源并退出。

PWM驅(qū)動入口開發(fā)參考：

struct HdfDriverEntry g_hdfPwm = { .moduleVersion = 1, .moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM", .Bind = HdfPwmBind, .Init = HdfPwmInit, .Release = HdfPwmRelease,};

HDF_INIT(g_hdfPwm);

2.2.2.2、配置屬性文件

完成驅(qū)動入口注冊之后，需要在device_info.hcs文件中添加deviceNode信息，deviceNode信息與驅(qū)動入口注冊相關(guān)。本例以兩個PWM控制器為例，如有多個器件信息，則需要在device_info.hcs文件增加對應的deviceNode信息。器件屬性值與核心層PwmDev成員的默認值或限制范圍有密切關(guān)系，比如PWM設(shè)備號，需要在pwm_config.hcs文件中增加對應的器件屬性。

本次案例以rk3568為案例（即文件//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs），添加deviceNode描述，具體修改如下：

device_pwm :: device { device0 :: deviceNode { // 為每一個PWM控制器配置一個HDF設(shè)備節(jié)點 policy = 2; // 標識向內(nèi)核和用戶態(tài)發(fā)布服務(wù) priority = 80; // 驅(qū)動啟動優(yōu)先級 permission = 0644; // 驅(qū)動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點權(quán)限 moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; // 【必要】用于指定驅(qū)動名稱，需要與期望的驅(qū)動Entry中的moduleName一致 serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_0"; // 【必要且唯一】驅(qū)動對外發(fā)布服務(wù)的名稱 deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_0"; // 【必要】用于配置控制器私有數(shù)據(jù)，要與pwm_config.hcs中對應控制器保持一致，具體的控制器信息在pwm_config.hcs中 } device1 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_1"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_1"; } device2 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_2"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_2"; } device3 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_3"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_3"; } device4 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_4"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_4"; }}

pwm_config.hcs 配置參考//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/platform/pwm_config.hcs，具體修改如下：

root { platform { pwm_config { template pwm_device { // 【必要】配置模板，如果下面節(jié)點使用時繼承該模板，則節(jié)點中未聲明的字段會使用該模板中的默認值 serviceName = ""; // 對外服務(wù)名稱，必須是唯一 match_attr = ""; // 【必要】需要和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致 num = 0; // 【必要】設(shè)備號 }

device_pwm_0x00000000 :: pwm_device { // 存在多個設(shè)備時，請逐一添加相關(guān)HDF節(jié)點和設(shè)備節(jié)點信息。 num = 0; match_attr = "linux_pwm_adapter_0"; // 【必要】需要和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致 }

device_pwm_0x00000001 :: pwm_device { num = 1; match_attr = "linux_pwm_adapter_1"; }

device_pwm_0x00000002 :: pwm_device { num = 2; match_attr = "linux_pwm_adapter_2"; }

device_pwm_0x00000003 :: pwm_device { num = 3; match_attr = "linux_pwm_adapter_3"; }

device_pwm_0x00000004 :: pwm_device { num = 4; match_attr = "linux_pwm_adapter_4"; } } }}

2.2.2.3、實例化PWM控制器對象

完成驅(qū)動入口注冊之后，下一步就是以核心層PwmDev對象的初始化為核心，包括驅(qū)動適配者自定義結(jié)構(gòu)體（傳遞參數(shù)和數(shù)據(jù)），實例化PwmDev成員PwmMethod（讓用戶可以通過接口來調(diào)用驅(qū)動底層函數(shù)），實現(xiàn)HdfDriverEntry成員函數(shù)（Bind、Init、Release）。

static int32_t HdfPwmOpen(struct PwmDev *pwm);static int32_t HdfPwmClose(struct PwmDev *pwm);static int32_t HdfPwmSetConfig(struct PwmDev *pwm, struct PwmConfig *config);

// 定義PwmDev成員PwmMethod，實現(xiàn)相應接口struct PwmMethod g_pwmOps = { .setConfig = HdfPwmSetConfig, .open = HdfPwmOpen, .close = HdfPwmClose,};

static int32_t HdfPwmBind(struct HdfDeviceObject *obj);static int32_t HdfPwmInit(struct HdfDeviceObject *obj){ ...... pwm->cfg.number = 0; pwm->num = num; pwm->method = &g_pwmOps; // 將PwmMethod綁定到pwm->method pwm->busy = false; ret = PwmDeviceAdd(obj, pwm); // 添加Pwm設(shè)備到PWM列表中 if (ret != HDF_SUCCESS) { HDF_LOGE("%s: error probe, ret is %d", __func__, ret); OsalMemFree(pwm); } ......}static void HdfPwmRelease(struct HdfDeviceObject *obj);

2.2.2.4、驅(qū)動調(diào)試

建議先在Linux下修改確認，再移植到OpenHarmony。

2.3、PWM應用開發(fā)

通常情況下，在使用馬達控制、背光亮度調(diào)節(jié)時會用到PWM模塊。

2.3.1、接口說明

PWM模塊提供的主要接口如下表所示，具體API詳見//drivers/hdf_core/framework/include/platform/pwm_if.h。

PwmConfig結(jié)構(gòu)體介紹如下所示：

PWM驅(qū)動API接口功能介紹如下所示：

（1）PwmOpen

在操作PWM設(shè)備時，首先要調(diào)用PwmOpen獲取PWM設(shè)備句柄，該函數(shù)會返回指定設(shè)備號的PWM設(shè)備句柄。

DevHandle PwmOpen(uint32_t num);

PwmOpen參數(shù)定義如下：

PwmOpen返回值定義如下：

假設(shè)系統(tǒng)中的PWM設(shè)備號為0，獲取該PWM設(shè)備句柄的示例如下：

uint32_t num = 0; // PWM設(shè)備號DevHandle handle = NULL;

handle = PwmOpen(num); // 打開PWM 0設(shè)備并獲取PWM設(shè)備句柄if (handle == NULL) { HDF_LOGE("PwmOpen: open pwm_%u failed.\n", num); return;}

（2）PwmClose

關(guān)閉PWM設(shè)備，系統(tǒng)釋放對應的資源。

void PwmClose(DevHandle handle);

PwmClose參數(shù)定義如下：

PwmClose返回值定義如下：

（3）PwmEnable

使能PWM設(shè)備。

int32_t PwmEnable(DevHandle handle);

PwmEnable參數(shù)定義如下：

PwmEnable返回值定義如下：

（4）PwmDisable

禁用PWM設(shè)備。

int32_t PwmDisable(DevHandle handle);

PwmDisable參數(shù)定義如下：

PwmDisable返回值定義如下：

（5）PwmSetPeriod

設(shè)置PWM設(shè)備周期

int32_t PwmSetPeriod(DevHandle handle, uint32_t period);

PwmSetPeriod參數(shù)定義如下：

PwmSetPeriod返回值定義如下：

（6）PwmSetDuty

設(shè)置PWM設(shè)備占空時間。

int32_t PwmSetDuty(DevHandle handle, uint32_t duty);

PwmSetDuty參數(shù)定義如下：

PwmSetDuty返回值定義如下：

（7）PwmSetPolarity

設(shè)置PWM設(shè)備極性。

int32_t PwmSetPolarity(DevHandle handle, uint8_t polarity);

PwmSetDuty參數(shù)定義如下：

PwmSetDuty返回值定義如下：

（8）PwmSetConfig

設(shè)置PWM設(shè)備參數(shù)。

int32_t PwmSetConfig(DevHandle handle, struct PwmConfig *config);

PwmSetConfig參數(shù)定義如下：

PwmSetConfig返回值定義如下：

（9）PwmGetConfig

獲取PWM設(shè)備參數(shù)。

int32_t PwmGetConfig(DevHandle handle, struct PwmConfig *config);

PwmGetConfig參數(shù)定義如下：

PwmGetConfig返回值定義如下：

2.2.2、開發(fā)流程

使用PWM的一般流程如下圖所示：

3、程序解析

3.1、準備工作

查看《凌蒙派-RK3568開發(fā)板排針說明表》（即Git倉庫的//docs/board/凌蒙派-RK3568開發(fā)板排針說明表v1.0.xlsx），選中PWM7_IR（即GPIO0_C6）。

3.2、Linux內(nèi)核解析

3.2.1、創(chuàng)建Linux內(nèi)核Git

請參考《OpenHarmony如何為內(nèi)核打patch》（即Git倉庫的//docs/OpenHarmony如何為內(nèi)核打patch.docx）。

3.2.2、修改設(shè)備樹PWM7配置

修改//arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568-lockzhiner.dtsi（即該目錄是指已打Patch后的Linux內(nèi)核，不是OpenHarmony主目錄），具體如下所示：

&pwm7 { status = "okay";};

3.2.3、創(chuàng)建內(nèi)核patch

請參考《OpenHarmony如何為內(nèi)核打patch》（即Git倉庫的//docs/OpenHarmony如何為內(nèi)核打patch.docx）。

3.2.4、替換OpenHarmony的內(nèi)核patch

將制作出的kernel.patch替換到//kernel/linux/patches/linux-5.10/rk3568_patch/kernel.patch即可。

3.3、OpenHarmony配置樹配置

該部分不用特殊配置，本開發(fā)案例已經(jīng)編寫好。

3.3.1、device_info.hcs

//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/device_info/device_info.hcs已定義好，具體如下：

device_pwm :: device { device0 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_0"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_0"; } device1 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_1"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_1"; } device2 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_2"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_2"; } device3 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_3"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_3"; } device4 :: deviceNode { policy = 2; priority = 80; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM"; serviceName = "HDF_PLATFORM_PWM_4"; deviceMatchAttr = "linux_pwm_adapter_4"; }}

注意：policy必須為2，表示對內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)提供服務(wù)。否則，應用程序無法調(diào)用。

3.3.2、pwm_config.hcs

//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/platform/pwm_config.hcs，具體內(nèi)容如下：

root { platform { pwm_config { template pwm_device { serviceName = ""; match_attr = ""; num = 0; }

device_pwm_0x00000000 :: pwm_device { num = 0; match_attr = "linux_pwm_adapter_0"; }

device_pwm_0x00000001 :: pwm_device { num = 1; match_attr = "linux_pwm_adapter_1"; }

device_pwm_0x00000002 :: pwm_device { num = 2; match_attr = "linux_pwm_adapter_2"; }

device_pwm_0x00000003 :: pwm_device { num = 3; match_attr = "linux_pwm_adapter_3"; }

device_pwm_0x00000004 :: pwm_device { num = 4; match_attr = "linux_pwm_adapter_4"; } } }}

注意：上述的num為PwmOpen(uint32_t num)，它是Linux PWM的排序序號（即PWM7的num是排列序號3，從0開始排序），不是特指PWM實際編號（即PWM7）。

3.4、OpenHarmony PWM平臺驅(qū)動

在//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/pwm/pwm_adapter.c已編寫對接Linux PWM驅(qū)動的相關(guān)代碼，具體內(nèi)容如下：

struct HdfDriverEntry g_hdfPwm = { .moduleVersion = 1, .moduleName = "HDF_PLATFORM_PWM", .Bind = HdfPwmBind, .Init = HdfPwmInit, .Release = HdfPwmRelease,};

HDF_INIT(g_hdfPwm);

3.5、應用程序

3.5.1、pwm_test.c

PWM相關(guān)頭文件如下所示：

#include "pwm_if.h" // PWM標準接口頭文件

主函數(shù)定義PWM接口調(diào)用，具體如下：

int main(int argc, char* argv[]){ DevHandle handle = NULL; int32_t ret;...... // 打開pwm設(shè)備 handle = PwmOpen(m_pwm_device_id); if (handle == NULL) { PRINT_ERROR("PwmOpen failed\n"); return -1; }

// 配置pwm設(shè)備 ret = PwmSetCfg_Ext1(handle, m_pwm_period, m_pwm_duty, m_pwm_polarity, m_pwm_status, m_pwm_wave_number); // ret = PwmSetCfg_Ext2(handle, m_pwm_period, m_pwm_duty, m_pwm_polarity, m_pwm_status, m_pwm_wave_number); if (ret != 0) { PRINT_ERROR("PwmSetCfg_Ext failed and ret = %d\n", ret); // 關(guān)閉pwm設(shè)備 PwmClose(handle); return -1; }

printf("Pwm enable successful and pwm device id(%d), period(%d), duty(%d), polarity(%d), status(%d), number(%d)\n", m_pwm_device_id, m_pwm_period, m_pwm_duty, m_pwm_polarity, m_pwm_status, m_pwm_wave_number);

// 關(guān)閉pwm設(shè)備 PwmClose(handle);

return 0;}

其中，PwmSetCfg_Ext1函數(shù)定義如何配置PWM相關(guān)參數(shù)，具體如下所示：

/**************************************************************** 函數(shù)名稱: PwmSetCfg_Ext1* 說 明: 設(shè)置PWM相關(guān)屬性，使用PwmSetConfig等接口* 參 數(shù): * @handle: PWM設(shè)備句柄* @period: PWM設(shè)備周期* @duty: PWM設(shè)備占空時間* @polarity: PWM設(shè)備極性* @status: PWM使能/禁用* @number: PWM產(chǎn)生方波的數(shù)目* 返 回 值: 0為成功，反之為失敗***************************************************************/int32_t PwmSetCfg_Ext1(DevHandle handle, uint32_t period, uint32_t duty, uint8_t polarity, uint8_t status, uint32_t number){ int32_t ret; struct PwmConfig config;

// 判斷handle是否為空 if (handle == NULL) { PRINT_ERROR("handle is error\n"); return -1; }

// 獲取pwm設(shè)備參數(shù) ret = PwmGetConfig(handle, &config); if (ret != 0) { PRINT_ERROR("PwmGetConfig failed and ret = %d\n", ret); return -1; }

// 設(shè)置config config.period = period; config.duty = duty; config.polarity = polarity; config.status = status; config.number = number;

// 設(shè)置pwm設(shè)備參數(shù) ret = PwmSetConfig(handle, &config); if (ret != 0) { PRINT_ERROR("PwmSetConfig failed and ret = %d\n", ret); return -1; }

return 0;}

3.5.2、BUILD.gn

編寫應用程序的BUILD.gn，具體內(nèi)容如下：

import("http://build/ohos.gni")import("http://drivers/hdf_core/adapter/uhdf2/uhdf.gni")

print("samples: compile rk3568_pwm_test")ohos_executable("rk3568_pwm_test") { sources = [ "pwm_test.c" ] include_dirs = [ "$hdf_framework_path/include", "$hdf_framework_path/include/core", "$hdf_framework_path/include/osal", "$hdf_framework_path/include/platform", "$hdf_framework_path/include/utils", "$hdf_uhdf_path/osal/include", "$hdf_uhdf_path/ipc/include", "http://base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/kits/include", "http://third_party/bounds_checking_function/include", ]

deps = [ "$hdf_uhdf_path/platform:libhdf_platform", "$hdf_uhdf_path/utils:libhdf_utils", "http://base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/innerkits:libhilog", ]

cflags = [ "-Wall", "-Wextra", "-Werror", "-Wno-format", "-Wno-format-extra-args", ]

part_name = "product_rk3568" install_enable = true}

3.5.3、參與應用程序編譯

編輯//vendor/lockzhiner/rk3568/samples/BUILD.gn，開啟編譯選項。具體如下：

"b05_platform_device_pwm/app:rk3568_pwm_test",

4、程序編譯

建議使用docker編譯方法，運行如下：

hb set -root .hb set# 選擇lockzhiner下的rk3568編譯分支。hb build -f

5、運行結(jié)果

運行如下：

# rk3568_pwm_test -P 40000000 -d 20000000 -p 0 -s 1 -n 1000000 -i 3pwm id: 3pwm period: 40000000pwm duty: 20000000pwm polarity: 0pwm status: 1pwm wave number: 1000000Pwm enable successful and pwm device id(3), period(40000000), duty(20000000), polarity(0), status(1), number(1000000)#

使用示波器連接排線的0_C6（即GPIO0_C6，即PWM7），可以看到如下：