电子说
本文描述了如何在搭载了 RT-Thread 操作系统的平台上使用 PWM 输出波形,包括 PWM 的应用、配置和驱动的添加等。并给出了在正点原子 STM32L475 pandora 开发板上验证的代码示例。
硬件平台简介
本文基于正点原子 STM32L475 pandora 开发板,给出了 PWM 的具体应用示例代码,由于 RT-Thread 上层应用 API 的通用性,因此这些代码不局限于具体的硬件平台,用户可以轻松将它移植到其它平台上。 STM32L475 pandora 是正点原子推出的一款基于 ARM Cortex-M4 内核的开发板,最高主频为 80Mhz,该开发板具有丰富的板载资源,可以充分发挥 STM32L475 的芯片性能。
使用 PWM
在 menuconfig 中打开 PWM 通道
打开 Env 工具,使用 menuconfig 工具配置工程,在 Env 命令行中输入 menuconfig 进入配置界面。在 menuconfig 配置界面依次选择 Hardware Driver Config ---> On-chip Peripheral Drivers ---> Enable pwm ---> Enable timer2 output pwm 如下图所示:
选中需要使用的 PWM 通道后保存退出,使用 scons --target=mdk5 生成 mdk5 工程,打开工程进行编译并下载程序,在终端输入 list_device 命令可以看到 PWM2 设备已经成功添加了,如下图所示:
使用 PWM 输出波形
应用程序可以通过 RT-Thread 提供的设备管理接口来访问 PWM 设备硬件,相关接口如下所示:
接口参数的具体描述请参考官网 PWM 设备
链接:
https://www.rt-thread.org/document/site/programming-manual/device/pwm/pwm/
(以上链接请复制至外部浏览器打开)
PWM 设备使用步骤
PWM 设备的具体使用方式可以参考如下步骤:
初始化 PWM 设备。 使用 rt_device_find 查找指定的 PWM 设备。 使用 rt_pwm_set 设置通道的默认 PWM 周期和脉冲宽度。 使用 rt_pwm_enable 使能需要输出波形的 PWM 通道。
使用 PWM 设备输出波形。 使用 rt_pwm_set 输出特定的波形。
关闭 PWM 输出通道。 当不再需要使用 PWM 通道输出波形时,可以调用 rt_pwm_disable 关闭对应的输出通道。
代码如下所示:向滑动查看全部
1#define PWM_DEV_NAME "pwm2" /* PWM设备名称 */ 2#define PWM_DEV_CHANNEL 3 /* PWM通道 */ 3#define THREAD_PRIORITY 25 /* 线程优先级 */ 4#define THREAD_STACK_SIZE 512 /* 线程栈大小 */ 5#define THREAD_TIMESLICE 5 /* 线程时间片大小 */ 6 7static rt_thread_t tid1 = RT_NULL; /* 线程句柄 */ 8struct rt_device_pwm *pwm_dev; /* PWM设备句柄 */ 9static rt_uint32_t period = 500000; /* 周期为0.5ms,单位为纳秒ns */ 10static rt_uint32_t pulse = 0; /* PWM脉冲宽度值的增减方向 */ 11 12/* 线程 pwm_entry 的入口函数 */ 13static void pwm_entry(void *parameter) 14{ 15 rt_uint32_t count = 0; 16 17 while (count++ < 1000) 18 { 19 rt_thread_mdelay(50); 20 /* step 2、设置 PWM 周期和脉冲宽度,输出特定的波形 */ 21 rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse++); 22 } 23 /* step 3、如果不再使用该通道,可以关闭 PWM 通道的输出 */ 24 rt_pwm_disable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL); 25} 26 27static int pwm_test(int argc, char *argv[]) 28{ 29 /* step 1.1、查找 PWM 设备 */ 30 pwm_dev = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find(PWM_DEV_NAME); 31 if (pwm_dev == RT_NULL) 32 { 33 rt_kprintf("pwm sample run failed! can't find %s device! ", PWM_DEV_NAME); 34 return RT_ERROR; 35 } 36 37 /* step 1.2、设置 PWM 周期和脉冲宽度默认值 */ 38 rt_pwm_set(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL, period, pulse); 39 /* step 1.3、使能 PWM 设备的输出通道 */ 40 rt_pwm_enable(pwm_dev, PWM_DEV_CHANNEL); 41 42 /* 创建线程,名称是 pwm_thread ,入口是 pwm_entry*/ 43 tid1 = rt_thread_create("pwm_thread", 44 pwm_entry, 45 RT_NULL, 46 THREAD_STACK_SIZE, 47 THREAD_PRIORITY, 48 THREAD_TIMESLICE); 49 50 /* 如果获得线程控制块,启动这个线程 */ 51 if (tid1 != RT_NULL) 52 rt_thread_startup(tid1); 53 54 return RT_EOK; 55} 56/* 导出到 msh 命令列表中 */ 57MSH_CMD_EXPORT(pwm_test, pwm sample);编译、下载程序,在终端输入 help 命令可以看到 pwm_test 命令已经成功导出,如下图所示:
运行 PWM 测试程序
要运行 PWM 测试程序,需要在终端输入 pwm_test 由于此 BSP 的 PWM2 通道 3 的输出并没有连接到外设上,无法直观的看到现象,所以这里使用逻辑分析仪来抓取 PWM 输出的波形,波形输出如下图所示:
从逻辑分析仪抓取的波形可以看到,PWM 波形已经成功输出。
添加 PWM 驱动
如果使用的 BSP 在 menuconfig 中没有给出 PWM 通道的配置项,那么就需要自己添加 PWM 的驱动,下面就如何自己添加 PWM 驱动展开讲解。
检查驱动文件是否支持 PWM
进入 rt-threadspstm32librariesHAL_Drivers 目录检查 drv_pwm.c 文件是否支持相应的 PWM 外设输出。检查驱动文件是否支持相应的 PWM 外设(PWM1、2、n)
检查驱动文件是否支持相应的 PWM 输出通道(1、2、3、4)
初始化 PWM 通道引脚
进入 rt-threadspstm32l475-atk-pandoraoardCubeMX_Config 目录,双击打开 STM32L475VE.ioc 文件初始化 PWM 通道对应的引脚,这里以 PWM2 通道 3 为例,如下图所示:
点击 GENERATE CODE 按钮生成代码,虽然 STM32CubeMX 生成了多个文件用来初始化外设,但 RT-Thread 只使用了 STM32CubeMX 生成的 stm32fxx_hal_msp.c 文件和 stm32fxx_hal_conf.h 文件,生成的 PWM 代码如下所示:
配置 Kconfig 文件
进入 rt-threadspstm32l475-atk-pandoraoard 目录,添加 Kconfig 选项,如下图所示:
使用 scons --target=mdk5 命令生成 mdk5 工程,打开工程并编译,如果工程提示 PWMn_CONFIG 未定义。 可以在stm32/libraries/HAL_Drivers/config/f4/pwm_config.h 中进行定义,如下图所示:
完成以上步骤就可以在 menuconfig 菜单中添加支持的 PWM 输出通道,至于如何使用 PWM 通道输出波形请参考上一章节。 到这一步为止,如何在搭载了 RT-Thread 操作系统的平台上如何使用 PWM 的介绍就结束了。
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