【原创】树莓派3B开发Go语言(四)-自写库实现pwm输出

爪爪熊大坏蛋 · · 966 次点击 · · 开始浏览    
这是一个创建于 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

在前一小节中介绍了点亮第一个LED灯,这里我们准备进阶尝试下,输出第一段PWM波形。(PWM也就是脉宽调制,一种可调占空比的技术,得到的效果就是:如果用示波器测量引脚会发现有方波输出,而且高电平、低电平的时间是可调的。)

这里爪爪熊准备写成一个golang的库,并开源到github上,后续更新将直接更新到github中,如果你有兴趣可以简书和我联系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

一、树莓派的PWM

我在很多的教程中都看到说树莓派的PWM(硬件)只有一个GPIO能够输出,就是 GPIO1。这可是不小的打击,因为我想使用至少四个 PWM ,还是不死心,想通过硬件手册上找寻蛛丝马迹,看看究竟怎么回事。

手册上找寻东西稍等下讲述,这里先提供一种方法测试 树莓派3BPWM 方法:用指令控制硬件PWM。

#pwm 输出频率为4.8Mhz/1024 = 4.6875khz
gpio mode 1 pwm    # 设置 gpio1 引脚为pwm模式
gpio pwm-ms        # 设置 pwm 的模式为 pwm-ms Mark-space
gpio pwmr 1024     # 设置 pwm 满计数为1024
gpio pwmc 4        # 设置 pwm 的频率 4:4.8MHZ
gpio pwm  1 512    # 设置 pwm 的占空比 为 512/1024 (50%)占空比

这里通过指令的方式掌握了基本的pwm设置技巧,决定去翻一下手册看看到底PWM怎么回事,这里因为没有 BCM2837 的手册,根据之前文章引用官网所说, BCM2835BCM2837 应该是一样的。这里我们直接翻阅 BCM2835 的手册,直接找到 PWM 章节。找到了如下图:

image.png
image.png

图中可以看到在博通的命名规则中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作为PWM输出。但是只有两路PWM0 PWM1。根据我之前所学知识,不出意外应该是PWM0 和 PWM1可以输出不一样的占空比,但是频率应该是一样的。因为没有示波器,暂时不好测试。先找到下面对应图:

image.png
image.png

根据以上两个图对比可以发现如下规律:

PWMn BCM引脚 GPIO引脚(NAME) 板子引脚 复用模式
PWM0 GPIO 12 GPIO26 32 ALT0
PWM0 GPIO 18 GPIO 1 12 ALT5
PWM1 GPIO 13 GPIO23 33 ALT0
PWM1 GPIO 19 GPIO24 35 ALT5

对照上面的表可以看出从 BCM2837 中印出来的能够使用在PWM上的就这几个了。

为了验证个人猜想是否正确,这里先直接使用指令的模式,模拟配置下是否能够正常输出。

# 指令方式模拟配置 gpio为pwm
gpio mode  1 pwm
gpio mode 26 pwm
gpio mode 23 pwm
gpio mode 24 pwm
gpio pwm-ms
gpio pwmr 1024
gpio pwm   1 100
gpio pwm  26 512
gpio pwm  23  10
gpio pwm  24 256

通过上面一系列指令模拟发现,(GPIO1、GPIO26)、(GPIO23、GPIO24)是绑定在一起的,调节任意一个,另外一个也会发生变化。也即是PWM0、PWM1虽然输出了两路,可以理解成两路其实都是连在一个输出口上。这里由于没有示波器或者逻辑分析仪这类设备(仅有一个LED灯),所以测试很简陋,下一步是使用示波器这类东西对频率以及信号稳定性进行下测试。

小节:树莓派具有四路硬件输出PWM能力,但是四路中只能输出两个独立(占空比独立)的PWM,同时四路输出的频率均是恒定的。

二、使用go语言操作PWM

上面大概了解清楚了树莓派3B的PWM结构,接下来就是探究如何使用Go语言进行设置。

因为拿到了手册,这里我想直接操作寄存器的方式进行设置,也是顺便学习下Go语言处理寄存器的过程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址,但是翻了一圈手册,发现只有偏移,没有找到基地址。

经过了一段时间的努力后,决定写一个 树莓派3B golang包开源放在github上,只需要写相关程序进行调用就可以了,以下是相关demo(pwm)(在GPIO.12 上输出PWM波,放上LED灯会有呼吸灯的效果,具体多少频率还没有进行测试)

2.1 使用方法

go get github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

cd $gopath/src/github.com/dpawsbear/bear_rpi_go/example

go build -ldflags "-w -s" pwm.go

sudo ./pwm

以下是demo(pwm) 源码

package main

import (
    "fmt"
    rpi "github.com/dpawsbear/bear_rpi_go"
    "time"
)

func main(){
    fmt.Println("starting...")
    if 0 != rpi.Bcm2837_init() {
        rpi.Bcm2837_close()
        panic(55)
        return
    }



    //test for pwm (GPIO.12 and GND)
    rpi.Bcm2837_gpio_fsel(rpi.RPI_3B_GPIO_J8_12,uint8(rpi.BCM2837_GPIO_FSEL_ALT5))

    rpi.Bcm2837_pwm_set_clock(rpi.BCM2837_PWM_CLOCK_DIVIDER_16)

    rpi.Bcm2837_pwm_set_mode(0, 1, 1 )

    rpi.Bcm2837_pwm_set_range(0,1024 )

    rpi.Bcm2837_pwm_set_data(0,10 )

    var data uint32 = 1
    for{
        for {
            time.Sleep(time.Millisecond*2)
            data ++
            if data > 768{
                break
            }
            rpi.Bcm2837_pwm_set_data(0,data )
        }
        for {
            time.Sleep(time.Millisecond*2)
            data --
            if data < 2 {
                data = 1
                break
            }
            rpi.Bcm2837_pwm_set_data(0,data )
        }

    }
}

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本文来自:简书

感谢作者:爪爪熊大坏蛋

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