扩展板振动马达驱动移植

来自华清远见研发中心
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实验原理

打开扩展板原理图对照扩展板可以看到扩展板有1个振动马达M1,如下图:

61-1-1.png

由上图可见可通过TIM16_CH1电平改变控制电路的通断从而驱动线性马达。

61-1-2.png
扩展板与底板接口对照图

查看原理图可知TIM16_CH1对应PF6,查看芯片手册可知PF6可以作为PWM TIMER16的通道1使用,本文实现如何通过PWM驱动振动马达:

原理图网络编号 对应管脚 管脚功能 管脚功能码
TIM16_CH1 PF6 TIM16_CH1 AF1

实验平台

华清远见开发环境,FS-MP1A平台

实验步骤

  1. 导入交叉编译工具链
  2. linux@ubuntu:$ source /opt/st/stm32mp1/3.1-openstlinux-5.4-dunfell-mp1-20-06-24/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi
    
  3. 内核配置
  4. 内核中为振动马达提供了标准的驱动,只要在内核中配置对应选项即可,驱动路径为:

    drivers/input/misc/pwm- vibra.c
    

    执行make menuconfig配置内核对应选项

    linux@ubuntu:$ make menuconfig 
    Device Drivers  --->
    	Input device support  --->
    		[*]   Miscellaneous devices  --->
    			<*>   PWM vibrator support
    
    
  5. 修改设备树
  6. 参考linux内核文档:

    Documentation/devicetree/bindings/pwm/pwm-stm32.txt
    Documentation/devicetree/bindings/input/pwm-vibrator.txt
    

    修改设备树文件:

    arch/arm/boot/dts/stm32mp157a-fsmp1a-extended.dts
    

    由于timers16在stm32mp151.dtsi中已完成定义,这里需要在原有基础添加与硬件对应的相关信息,在文件stm32mp157a-fsmp1a-extended.dts末尾继承并添加timers16相关内容:

    &timers16 {
    	/* spare dmas for other usage */
    	/delete-property/dmas;
    	/delete-property/dma-names;
    	status = "okay";
    	pwm16: pwm {
    		pinctrl-0 = <&pwm16_pins_a>;
    		pinctrl-1 = <&pwm16_sleep_pins_a>;
    		pinctrl-names = "default", "sleep";
    		#pwm-cells = <2>;
    		status = "okay";
    	};
    	timer@16 {
    		status = "disabled";
    	};
    };
    

    仿照设备树对于pwm管脚的配置添加timers16 pwm输出管脚配置,在stm32mp157a-fsmp1a-extended.dts文件pinctrl节点中添加pwm16管脚信息,红色字体内容为添加内容:

    &pinctrl {

    ……

    pwm16_pins_a: pwm16-0 {
    pins {
    pinmux = <STM32_PINMUX('F', 6, AF1)>; /* TIM16_CH1 */
    bias-pull-down;
    drive-push-pull;
    slew-rate = <0>;
    };
    };
    pwm16_sleep_pins_a: pwm16-sleep-0 {
    pins {
    pinmux = <STM32_PINMUX('F', 6, ANALOG)>; /* TIM16_CH1 */
    };
    };

    };

    最后在根节点下添加振动马达驱动对应节点:

    vibrator {
    	compatible = "pwm-vibrator";
    	pwms = <&pwm16 0 4000000>;
    	pwm-names = "enable";
    	direction-duty-cycle-ns = <10000000>;
    };
    
  7. 重新编译内核和设备树文件
  8. linux@ubuntu:$ make -j4 uImage dtbs LOADADDR=0xC2000040
    
  9. 更新系统内核和设备树
  10. 测试
  11. 系统启动后可以查看目录/dev/input

    root@fsmp1a:~# ls /dev/input/
    by-path  event0  event1 event2
    

    如果系统中有多个input设备,这里可能会有很对eventx,确定哪个event文件是我们的设备文件,可以通过查看/dev/input/by-path或查看dmesg系统启动信息确认:
    查看by-path目录下文件

    root@fsmp1a:~# ls /dev/input/by-path/ -l
    total 0
    lrwxrwxrwx 1 root root 9 May 30 08:43 platform-40013000.i2c-event -> ../event2
    lrwxrwxrwx 1 root root 9 Jun 30 07:40 platform-beeper-event -> ../event0
    lrwxrwxrwx 1 root root 9 Jun 30 07:40 platform-vibrator-event -> ../event1
    

    由显示信息可以确认event1是振动马达的设备文件

    编写测试程序测试:

    编写测试程序或参考:“光盘资料:华清远见-FS-MP1A开发资料\02-程序源码\06-资源扩展板测试程序\02-vibrator_test”

    pwm-vibrator.c

    #include <stdio.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <string.h>
    #include <errno.h>
    #include <unistd.h>
    #include <linux/input.h>
    #include <sys/ioctl.h>
    
    int main(const int argc, const char **argv)
    {
        int fd;
    
        if (argc != 2) {
            printf("usage: %s <device-file>\n", argv[0]);
            return 1;
        }
    
        fd = open(argv[1], O_RDWR);
        if (fd < 0) {
            printf("Error opening file '%s': %s\n", argv[1], strerror(errno));
            return 1;
        }
    
        int num_effects;
        if (ioctl(fd, EVIOCGEFFECTS, &num_effects) < 0) {
            printf("Error getting number of effects playable at the same time: %s\n", 
    strerror(errno));
            return 1;
        }
        printf("%d effects playable at the same time\n", num_effects);
    
        struct ff_effect effect;
        effect.type = FF_RUMBLE,
        effect.id = -1,
        effect.u.rumble.strong_magnitude = 0xFFFF;  //调节振动强度
        effect.u.rumble.weak_magnitude = 0;
        effect.replay.length = 3000;                  //调节振动时长ms
        effect.replay.delay = 0;
    
        if (ioctl(fd, EVIOCSFF, &effect) < 0) {
            printf("Error creating new effect: %s\n", strerror(errno));
            return 1;
        }
        printf("New effect ID: %d\n", effect.id);
    
        struct input_event play = {
            .type = EV_FF,
            .code = effect.id,
            .value = 1
        };
    
        if (write(fd, (const void*) &play, sizeof(play)) < 0) {
            printf("Error writing effect to file: %s\n", strerror(errno));
            return 1;
        }
    
        printf("Wrote effect\n");
        sleep(3);
    
        return 0;
    }
    

    交叉编译测试程序并将编译好的测试程序下载到板子上,执行程序如下:

    root@fsmp1a:~# ./vibrator_test /dev/input/event1
    16 effects playable at the same time
    New effect ID: 0
    Wrote effect
    

    这时可以听到振动马达振动的声音。