1. 学习目标
- 理解 PWM 工作原理
理解 PWM 信号：
周期（Period）
占空比（Duty Cycle）
频率（Frequency）
- 理解 Linux PWM 子系统架构
理解 PWM 驱动结构：
PWM Core
PWM Driver
Hardware
核心对象：
pwm_chip
pwm_device
pwm_ops
- 能使用 PWM 控制设备
例如：
LED 亮度
电机速度
风扇转速
- 能编写简单 PWM 控制驱动
掌握 API：
pwm_request
pwm_config
pwm_enable
pwm_disable
- 理解 PWM 与 Device Tree 的关系
理解：
pwm controller
pwm comsumer
2. PWM 简介
PWM 表示：
脉冲宽度调制
PWM 信号：
|----|____|----|____
周期：
一个完整波形时间
占空比：
高电平时间 / 周期
PWM 示例
占空比：
25%
50%
75%
示例：
25%: |--____|
50%: |----____|
75%: |------__|
3. Linux PWM 子系统架构
Linux PWM 子系统结构：
PWM Consumer
│
▼
PWM Core
│
▼
PWM Driver
│
▼
Hardware
例如：
LED Driver
Motor Driver
Backlight Driver
4. PWM 子系统核心结构
PWM 子系统核心对象：
pwm_chip
pwm_device
pwm_ops
5. pwm_chip
pwm_chip 表示：
PWM 控制器
例如：
SoC PWM Controller
结构：
struct pwm_chip
{
struct device *dev;
const struct pwm_ops *ops;
int npwm;
};
关键成员：
npwm
表示：
PWM 通道数量
6. pwm_device
pwm_device 表示：
一个 PWM 通道
例如：
PWM0
PWM1
PWM2
结构：
struct pwm_device
{
unsigned int hwpwm;
};
7. pwm_ops
pwm_ops 表示：
PWM 硬件操作接口
结构：
struct pwm_ops
{
int (*config)(struct pwm_chip *, struct pwm_device *,
int duty_ns, int period_ns);
int (*enable)(struct pwm_chip *, struct pwm_device *);
void (*disable)(struct pwm_chip *, struct pwm_device *);
};
主要操作：
配置 PWM
开启 PWM
关闭 PWM
8. PWM 驱动注册流程
PWM 驱动基本流程：
初始化 pwm_chip
│
pwmchip_add
│
注册 PWM 控制器
│
用户获取 pwm_device
流程图：
PWM Driver
│
▼
pwmchip_add
│
▼
PWM Core
│
▼
Consumer Driver
9. PWM 配置接口
Linux 提供以下接口：
pwm_request
pwm_config
pwm_enable
pwm_diable
pwm_request
获取 PWM 设备：
pwm = pwm_request(0,"my_pwm");
pwm_config
配置 PWM：
pwm_config(pwm, duty_ns, period_ns);
参数：
duty_ns
period_ns
pwm_enable
启动 PWM：
pwm_enable(pwm);
pwm_diable
关闭 PWM：
pwm_diable(pwm);
10. PWM 驱动示例
简单 PWM 驱动结构：
static int my_pwm_enable(struct pwm_chip *chip,
struct pwm_device *pwm)
{
printk("pwm enable\n");
return 0;
}
static const struct pwm_ops my_pwm_ops =
{
.enable = my_pwm_enable,
};
static struct pwm_chip my_chip =
{
.ops = &my_pwm_ops,
.npwm = 4,
};
static int __init my_pwm_init(void)
{
pwmchip_add(&my_chip);
return 0;
}
11. Device Tree 描述 PWM
PWM 控制器通常在 Device Tree 中描述。
示例：
pwm@10020000
{
compatible = "my-pwm";
reg = <0x10020000 0x1000>;
#pwm-cells = <2>;
};
PWM 使用示例
LED 使用 PWM：
led
{
pwms = <&pwm0 0 500000>;
};
解释：
pwm0 控制器
channel 0
周期 500000 ns
12. 用户空间 PWM 控制
Linux 提供：
/sys/class/pwm
例如：
/sys/class/pwm/pwmchip0
使用：
export
period
duty_cycle
enable
示例：
echo 0 > export
echo 1000000 > period
echo 500000 > duty_cycle
echo 1 > enable
13. PWM 子系统结构总结
PWM 子系统结构：
Consumer Driver
│
▼
PWM Core
│
▼
pwm_chip
│
▼
Hardware
核心对象：
pwm_chip
pwm_device
pwm_ops
14. 驱动常见问题
PWM 无输出
原因：
没有 pwm_enable
PWM 频率错误
原因：
period 配置错误
PWM 不稳定
原因：
时钟源错误
15. 总结：
Linux PWM 子系统核心结构：
pwm_chip
pwm_device
pwm_ops
关系：
pwm_chip
│
└── pwm_device
最重要原则：
PWM 驱动 = PWM Core + PWM Controller
16. Q&A
16.1 基础理解
-
PWM 为什么可以控制 LED 亮度？
-
PWM 占空比是什么意思？
16.2 Linux 架构
-
pwm_chip 表示什么？
-
pwm_device 表示什么？
16.3 驱动流程
-
pwm_config 做了什么？
-
pwm_enable 的作用是什么？