Linux PWM 系统：驱动器、用户空间接口和应用程序开发391

脉宽调制 (PWM) 是一种控制电子设备输出的强大技术，它可以通过控制脉冲的宽度来调节功率输出。在 Linux 系统中，PWM 机制提供了对硬件 PWM 单元的访问，使应用程序能够生成精确的 PWM 波形并控制各种设备。

PWM 驱动器

Linux PWM 子系统通过设备驱动程序接口与硬件 PWM 控制器进行交互。这些驱动程序将硬件抽象层 (HAL) 映射到内核中可用的 sysfs 接口，允许用户空间应用程序访问和配置 PWM 单元。

Linux 中有许多不同的 PWM 驱动程序，例如：* linux-pwm-core：通用 PWM 驱动程序，支持各种硬件控制器。
* pwm-sunxi：适用于 Allwinner Sunxi SoC 的 PWM 驱动程序。
* pwm-imx：适用于 NXP SoC 的 PWM 驱动程序。

这些驱动程序负责管理 PWM 单元的硬件寄存器，提供中断处理并转换用户空间请求到硬件操作。

用户空间接口

为了使用户空间应用程序能够与 PWM 驱动程序交互，Linux 提供了以下用户空间接口：* /sys/class/pwm/：sysfs 接口，用于管理 PWM 单元。
* libudev：用于检测和管理设备的库，包括 PWM 单元。
* pwmsysfs：用于通过 sysfs 接口操作 PWM 单元的用户空间实用程序。

这些接口允许应用程序创建、配置和控制 PWM 波形，并从 PWM 单元接收事件。

应用程序开发

利用 Linux PWM 子系统，应用程序开发者可以创建强大的应用程序来控制各种电子设备。以下是使用 PWM 的一些常见应用程序：* LED 亮度控制：调节 LED 灯的亮度。
* 电机速度控制：使用 PWM 调节电机的速度。
* 声频生成：生成音频信号，例如蜂鸣声和音乐。
* 伺服控制：控制伺服电机的位置。

要开发使用 PWM 的应用程序，开发者可以使用 C 语言并利用 libudev 或 pwmsysfs 库。以下是一个示例代码片段，说明如何创建和配置 PWM 波形：```c
#include
#include
#include
#include
#include
int main() {
int fd = open("/sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0", O_RDWR);
if (fd < 0) {
perror("Failed to open PWM device");
return 1;
}
// 设置 PWM 频率为 50Hz
int duty = 50;
if (ioctl(fd, PWM_IOC_SET_DUTY_NS, &duty) < 0) {
perror("Failed to set PWM duty cycle");
close(fd);
return 1;
}
// 设置 PWM 周期为 10ms
int period = 10000000;
if (ioctl(fd, PWM_IOC_SET_PERIOD_NS, &period) < 0) {
perror("Failed to set PWM period");
close(fd);
return 1;
}
// 启用 PWM 输出
if (ioctl(fd, PWM_IOC_ENABLE, NULL) < 0) {
perror("Failed to enable PWM output");
close(fd);
return 1;
}
// 循环等待
while (1) {
// TODO: 编写控制 PWM 输出的代码
}
close(fd);
return 0;
}
```

2024-12-23

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