零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【外設(shè)篇】——PWM

AiPi-Eyes-S1是安信可開源團隊專門為Ai-M61-32S設(shè)計的一款開發(fā)板，支持WiFi6、BLE5.3。所搭載的Ai-M61-32S 模組具有豐富的外設(shè)接口，具體包括 DVP、MJPEG、Dispaly、AudioCodec、USB2.0、SDU、以太網(wǎng) (EMAC)、SD/MMC(SDH)、SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPDAC、GPADC、ACOMP 和 GPIO 等。

AiPi-Eyes-S1集成了SPI屏幕接口，DVP攝像頭接口，外置ES8388音頻編解碼芯片以及預(yù)留TF卡座，并且引出USB接口，可接入USB攝像頭。

從零開始學(xué)習(xí)小安派：

1、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——初識小安派-Eyes-S1

2、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——安裝VMware與Ubuntu

3、入門篇：零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1——新建工程并燒錄調(diào)試

4、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1入門篇——Win下SSH連接Linux

5、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——Samba共享文件夾

6、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【入門篇】——工程文件架構(gòu)

7、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【外設(shè)篇】——GPIO 輸入輸出

8、零基礎(chǔ)開發(fā)小安派-Eyes-S1【外設(shè)篇】——GPIO中斷編程

PWM 是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。一般 IO 口輸出是高低電平，是數(shù)字信號，電壓是以 1 或 0 的重復(fù)脈沖來模擬負載，我們可以通過對一個脈沖信號的高低電平時間控制來將數(shù)字信號模擬成模擬電壓信號，這也是 PWM 最大的用處。總結(jié)下來就是，通過一個周期內(nèi)改變占空比的方式來改變輸出的有效電壓。下面普及幾個 PWM 的概念。

PWM 頻率： 一秒鐘內(nèi)，信號完整的從高電平到低電平的次數(shù)（完整的一個脈沖周期），單位是 Hz。1Hz 也就是一秒鐘一個脈沖周期，周期是 1000ms。

PWM 周期： 周期=1/頻率，也就是周期與頻率互為倒數(shù)，單位一般是 ms，若頻率為 5Hz，周期也就是 1/5=0.2S=200ms。

PWM 占空比： 一個脈沖周期內(nèi)，高電平的時間占整個周期時間的比例。單位是 %，高電平時間是 50ms，周期是 100ms。占空比就是 50/100*100%=50%。

了解小安派-Eyes-S1 的 PWM

小安派使用的 M61 模組是 BL618 芯片，基于 LHAL 庫只支持 PWM_V2，該 PWM 版本支持四個 PWM 通道。

PWM V2 版本輸出有效極性。當(dāng)正向通道閾值位于設(shè)置的低閾值和高閾值之間，為有效極性，如果設(shè)置有效極性為高，則輸出高電平，反之輸出低電平。反向通道相反，閾值位于設(shè)置的低閾值和高閾值之外，為有效極性，如果設(shè)置有效極性為高，則輸出高電平，反之輸出低電平。

#define PWM_POLARITY_ACTIVE_LOW 0
#define PWM_POLARITY_ACTIVE_HIGH 1

1.struct bflb_pwm_v2_config_s

說明：pwm_v2 初始化配置結(jié)構(gòu)體

struct bflb_pwm_v2_config_s {
uint8_t clk_source;
uint16_t clk_div;
uint16_t period;
};

PWM 最終產(chǎn)生的頻率為 clk_source/clk_div/period

2.struct bflb_pwm_v2_channel_config_s

說明：pwm_v2 通道初始化配置結(jié)構(gòu)體

struct bflb_pwm_v2_channel_config_s {
uint8_t positive_polarity;
uint8_t negative_polarity;
uint8_t positive_stop_state;
uint8_t negative_stop_state;
uint8_t positive_brake_state;
uint8_t negative_brake_state;
uint8_t dead_time;
};

3.bflb_pwm_v2_init

說明：初始化 pwm。使用之前需要選擇 gpio 為 pwm 功能。

void bflb_pwm_v2_init(struct bflb_device_s *dev, const struct bflb_pwm_v2_config_s *config);

4.bflb_pwm_v2_deinit

說明: 復(fù)位 pwm。

void bflb_pwm_v2_deinit(struct bflb_device_s *dev);

5.bflb_pwm_v2_start

說明: 啟動 pwm 輸出。

void bflb_pwm_v2_start(struct bflb_device_s *dev);

6.bflb_pwm_v2_stop

說明: 關(guān)閉 pwm 輸出。

void bflb_pwm_v2_stop(struct bflb_device_s *dev);

7.bflb_pwm_v2_set_period

說明: 修改 pwm 周期值，從而更改 pwm 輸出的頻率。

void bflb_pwm_v2_set_period(struct bflb_device_s *dev, uint16_t period);

8.bflb_pwm_v2_channel_init

說明: PWM 通道初始化。

void bflb_pwm_v2_channel_init(struct bflb_device_s *dev, uint8_t ch, struct bflb_pwm_v2_channel_config_s *config);

9.bflb_pwm_v2_channel_set_threshold

說明: 設(shè)置 PWM 占空比。

void bflb_pwm_v2_channel_set_threshold(struct bflb_device_s *dev, uint8_t ch, uint16_t low_threhold, uint16_t high_threhold);

PWM 占空比=（high_threhold - low_threhold）/period

10.bflb_pwm_v2_channel_positive_start

說明: PWM 正向通道使能輸出。

void bflb_pwm_v2_channel_positive_start(struct bflb_device_s *dev, uint8_t ch);

11.bflb_pwm_v2_channel_negative_start

說明: PWM 反向通道使能輸出。

void bflb_pwm_v2_channel_negative_start(struct bflb_device_s *dev, uint8_t ch);

12.bflb_pwm_v2_channel_positive_stop

說明: PWM 正向通道停止輸出。

void bflb_pwm_v2_channel_positive_stop(struct bflb_device_s *dev, uint8_t ch);

13.bflb_pwm_v2_channel_negative_stop

說明: PWM 反向通道停止輸出。

void bflb_pwm_v2_channel_negative_stop(struct bflb_device_s *dev, uint8_t ch);

14.bflb_pwm_v2_int_enable

說明: PWM 中斷使能和關(guān)閉。

void bflb_pwm_v2_int_enable(struct bflb_device_s *dev, uint32_t int_en, bool enable);

int_en 可以填入以下值，多個中斷可以使用 | 連接：

#define PWM_INTEN_CH0_L (1 << 0)
#define PWM_INTEN_CH0_H (1 << 1)
#define PWM_INTEN_CH1_L (1 << 2)
#define PWM_INTEN_CH1_H (1 << 3)
#define PWM_INTEN_CH2_L (1 << 4)
#define PWM_INTEN_CH2_H (1 << 5)
#define PWM_INTEN_CH3_L (1 << 6)
#define PWM_INTEN_CH3_H (1 << 7)
#define PWM_INTEN_PERIOD (1 << 8)
#define PWM_INTEN_BRAKE (1 << 9)
#define PWM_INTEN_REPT (1 << 10)

15.bflb_pwm_v2_get_intstatus

說明：獲取 PWM 中斷標(biāo)志。

uint32_t bflb_pwm_v2_get_intstatus(struct bflb_device_s *dev);

返回值如下：

#define PWM_INTSTS_CH0_L (1 << 0)
#define PWM_INTSTS_CH0_H (1 << 1)
#define PWM_INTSTS_CH1_L (1 << 2)
#define PWM_INTSTS_CH1_H (1 << 3)
#define PWM_INTSTS_CH2_L (1 << 4)
#define PWM_INTSTS_CH2_H (1 << 5)
#define PWM_INTSTS_CH3_L (1 << 6)
#define PWM_INTSTS_CH3_H (1 << 7)
#define PWM_INTSTS_PERIOD (1 << 8)
#define PWM_INTSTS_BRAKE (1 << 9)
#define PWM_INTSTS_REPT (1 << 10)

16.bflb_pwm_v2_int_clear

說明: 清除 PWM 中斷標(biāo)志。

void bflb_pwm_v2_int_clear(struct bflb_device_s *dev, uint32_t int_clear);

int_clear 可以填入以下參數(shù):

#define PWM_INTCLR_CH0_L (1 << 0)
#define PWM_INTCLR_CH0_H (1 << 1)
#define PWM_INTCLR_CH1_L (1 << 2)
#define PWM_INTCLR_CH1_H (1 << 3)
#define PWM_INTCLR_CH2_L (1 << 4)
#define PWM_INTCLR_CH2_H (1 << 5)
#define PWM_INTCLR_CH3_L (1 << 6)
#define PWM_INTCLR_CH3_H (1 << 7)
#define PWM_INTCLR_PERIOD (1 << 8)
#define PWM_INTCLR_BRAKE (1 << 9)
#define PWM_INTCLR_REPT (1 << 10)

17.bflb_pwm_v2_feature_control

說明: PWM 其他特性相關(guān)控制，一般不常用。

int bflb_pwm_v2_feature_control(struct bflb_device_s *dev, int cmd, size_t arg);

cmd 可以填入以下參數(shù):

#define PWM_CMD_SET_TRIG_ADC_SRC (0x01)
#define PWM_CMD_SET_EXT_BRAKE_POLARITY (0x02)
#define PWM_CMD_SET_EXT_BRAKE_ENABLE (0x03)
#define PWM_CMD_SET_SW_BRAKE_ENABLE (0x04)
#define PWM_CMD_SET_STOP_ON_REPT (0x05)
#define PWM_CMD_SET_REPT_COUNT (0x06)

示例：PWM 實現(xiàn)呼吸燈

呼吸燈是 PWM 最常見的例子，非常的簡單，首先將頻率調(diào)好，人眼識別的頻率大于 50Hz 時，由于識別不了這么高的閃爍頻率，看起來就像常亮一樣?？偨Y(jié)起來就是：

頻率很高時，看不到閃爍，占空比越大，LED 越亮；頻率很低時，可看到閃爍，占空比越大，LED 越亮。

所以我們只需要調(diào)好頻率，在改變占空比的情況下就可以看到 LED 燈亮度變化過程。在一個 while 函數(shù)里實現(xiàn)即可。

Main

#include "bflb_mtimer.h" //mtimer定時器頭文件
#include "bflb_pwm_v2.h" //pwm_v2頭文件
#include "bflb_clock.h" //系統(tǒng)時鐘頭文件
#include "board.h" //開發(fā)板頭文件，包裝的庫
#include "bflb_gpio.h" //gpio頭文件
struct bflb_device_s *pwm; //創(chuàng)建LHAL外設(shè)庫結(jié)構(gòu)體，名稱為pwm
void my_pwm_gpio_init() //編寫一個選擇pwm輸出的gpio口初始化函數(shù)
{
struct bflb_device_s *gpio;
gpio = bflb_device_get_by_name("gpio");
bflb_gpio_init(gpio, GPIO_PIN_0, GPIO_FUNC_PWM0 | GPIO_ALTERNATE | GPIO_PULLUP | GPIO_SMT_EN | GPIO_DRV_1);
//選擇IO0作為pwm輸出，
}
int main(void)
{
int i; //臨時變量i，作為改變占空比的變量
board_init(); //板子初始化
my_pwm_gpio_init(); //調(diào)用函數(shù)，里面設(shè)置好了pwm輸出的gpio口
pwm = bflb_device_get_by_name("pwm_v2_0"); //給外設(shè)接口賦名pwm_v2_0
/* period = .XCLK / .clk_div / .period = 40MHz / 40 / 1000 = 1KHz */
struct bflb_pwm_v2_config_s cfg = {
.clk_source = BFLB_SYSTEM_XCLK,
.clk_div = 40,
.period = 1000,
}; //設(shè)置PWM的頻率，選擇時鐘，分頻，和周期。根據(jù)上面的公式算出最終的頻率。
/*初始化PWM輸出*/
bflb_pwm_v2_init(pwm, &cfg);
bflb_pwm_v2_start(pwm); //將設(shè)置好的頻率開啟pwm輸出
while (1) {
//藍燈呼吸亮滅
bflb_pwm_v2_channel_positive_start(pwm, PWM_CH0); //那么問題來了，如何知道IO口對應(yīng)的PWM通道，后面會解答，IO0是通道0
for(i=150;i>0;i--)
{
bflb_pwm_v2_channel_set_threshold(pwm, PWM_CH0, i, 150); //改變占空比，變量i會不斷變化

bflb_mtimer_delay_ms(10);
}
for(i=1;i<150;i++)
{
bflb_pwm_v2_channel_set_threshold(pwm, PWM_CH0, i, 150);
bflb_mtimer_delay_ms(10);
}
bflb_pwm_v2_channel_positive_stop(pwm, PWM_CH0);
}
}

確定 IO 對應(yīng) PWM 通道

確定 IO 對應(yīng) PWM 通道

查看 BL616/618 的芯片數(shù)據(jù)手冊：

bl616_bl618_ds_zh_cn_1.4.pdf (http://ai-thinker.com)

呼吸燈效果