RaspberrPi project source code
guowenxue
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/*********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2021 LingYun IoT System Studio
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  pwm.c
 *    Description:  This file is used to control PWM buzzer/Led
 *
 * Pin connection:
 *               PWM Module              Raspberry Pi Board
 *                  VCC       <----->      5V
 *                 buzzer     <----->      #Pin32(BCM GPIO12)
 *                  Led       <----->      #Pin33(BCM GPIO13)
 *                  GND       <----->      GND
 *
 * /boot/config.txt:
 *
 *          dtoverlay=pwm,pin=12,func=4 (Buzzer)
 *          dtoverlay=pwm,pin=13,func=4 (Led)
 *
 ********************************************************************************/
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <dirent.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <getopt.h>
#include <libgen.h>
 
#include <gpiod.h>
 
#define PWMCHIP_PATH      "/sys/class/pwm/pwmchip0"
 
#define ENABLE            1
#define DISABLE           0
 
int init_pwm(int channel, int freq, int duty);
int turn_pwm(int channel, int status);
int term_pwm(int channel);
static inline void msleep(unsigned long ms);
 
static inline void banner(const char *progname)
{
    printf("%s program Version v1.0.0\n", progname);
    printf("Copyright (C) 2023 LingYun IoT System Studio.\n");
}
 
static void program_usage(const char *progname)
{
 
    printf("Usage: %s [OPTION]...\n", progname);
    printf(" This is pwm control program. \n");
 
    printf(" -c[channel ]  Specify PWM channel, such as 0\n");
    printf(" -f[freq    ]  Specify PWM frequency, default 2500(Hz)\n");
    printf(" -d[duty    ]  Specify PWM duty, default 50(50%%)\n");
    printf(" -s[status  ]  Specify PWM status: 1->on(default), 0->off\n");
    printf(" -h[help    ]  Display this help information\n");
    printf(" -v[version ]  Display the program version\n");
    printf("\n");
 
    printf("Example buzzer : %s -c 0 -f 2750 -d 50 -s 1\n", progname);
    printf("Example Led    : %s -c 1 -f 100 -d 50 -s 1\n", progname);
    printf("Example disable: %s -c 0 -s 0\n", progname);
 
    printf("\n");
    banner(progname);
    return;
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    int             rv;
    char           *progname=NULL;
    int             channel = -1;
    int             freq = 2500;
    int             duty = 50;
    int             status = ENABLE;
 
    struct option long_options[] = {
        {"channel", required_argument, NULL, 'c'},
        {"freq", required_argument, NULL, 'f'},
        {"duty", required_argument, NULL, 'd'},
        {"status", required_argument, NULL, 's'},
        {"version", no_argument, NULL, 'v'},
        {"help", no_argument, NULL, 'h'},
        {NULL, 0, NULL, 0}
    };
 
    progname = basename(argv[0]);
 
    /* Parser the command line parameters */
    while ((rv = getopt_long(argc, argv, "c:f:d:s:vh", long_options, NULL)) != -1)
    {
        switch (rv)
        {
            case 'c': /*  Set pwm channel, such as 0,1 */
                channel = atoi(optarg);
                break;
 
            case 'f': /*  Set pwm frequency */
                freq = atoi(optarg);
                break;
 
            case 'd': /*  Set pwm duty cycle */
                duty = atoi(optarg);
                break;
 
            case 's': /*  Set pwm status, 0 for disable and 1 for enable */
                status = atoi(optarg);
                break;
 
            case 'v':  /* Get software version */
                banner(progname);
                return EXIT_SUCCESS;
 
            case 'h':  /* Get help information */
                program_usage(progname);
                return 0;
 
            default:
                break;
        }
    }
 
    if(channel < 0 )
    {
        program_usage(progname);
        return 0;
    }
 
    if( status )
    {
        if( (rv=init_pwm(channel, freq, duty)) < 0 )
        {
            printf("initial PWM failure, rv=%d\n", rv);
            return 1;
        }
 
        turn_pwm(channel, ENABLE);
    }
    else
    {
        term_pwm(channel);
    }
 
    return 0;
}
 
/* check PWM $channel export or not */
int check_pwm(int channel)
{
    char          path[256];
 
    /* check /sys/class/pwm/pwmchip0/pwmN exist or not */
    snprintf(path, sizeof(path), "%s/pwm%d", PWMCHIP_PATH, channel);
    return access(path, F_OK) ? 0 : 1;
}
 
/* export($export=1)/unexport($export=0) PWM $channel */
int export_pwm(int channel, int export)
{
    int           fd;
    char          buf[32];
    char          path[256];
 
    if( export && check_pwm(channel) )
        return 0; /* export already when export  */
    else if( !export && !check_pwm(channel) )
        return 0; /* unexport already when unexport  */
 
    /* export PWM channel by echo N > /sys/class/pwm/pwmchip0/export */
    snprintf(path, sizeof(path), "%s/%s", PWMCHIP_PATH, export?"export":"unexport");
    if( (fd=open(path, O_WRONLY)) < 0 )
    {
        printf("open '%s' failed: %s\n", path, strerror(errno));
        return -3;
    }
 
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", channel);
    write(fd, buf, strlen(buf));
 
    msleep(100);
 
    if( export && check_pwm(channel) )
        return 0; /* export already when export  */
    else if( !export && !check_pwm(channel) )
        return 0; /* unexport already when unexport  */
 
    return -4;
}
 
/* configure PWM $channel */
int config_pwm(int channel, int freq, int duty) 
{
    int           fd;
    char          buf[32];
    char          path[256];
    int           period;
    int           duty_cycle;
 
    if( !check_pwm(channel) )
        return -2;
 
    /* open PWM period file and write period in ns */
    snprintf(path, sizeof(path), "%s/pwm%d/period", PWMCHIP_PATH, channel);
    if( (fd=open(path, O_WRONLY)) < 0 )
    {
        printf("open '%s' failed: %s\n", path, strerror(errno));
        return -3;
    }
    period = 1000000000/freq;
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", period);
    write(fd, buf, strlen(buf));
 
    /* open PWM duty_cycle file and write duty */
    snprintf(path, sizeof(path), "%s/pwm%d/duty_cycle", PWMCHIP_PATH, channel);
    if( (fd=open(path, O_WRONLY)) < 0 )
    {
        printf("open '%s' failed: %s\n", path, strerror(errno));
        return -3;
    }
    duty_cycle = (period*duty) / 100;
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", duty_cycle);
    write(fd, buf, strlen(buf));
 
    return 0;
}
 
int init_pwm(int channel, int freq, int duty)
{
    int           rv;
    char          buf[32];
    char          path[256];
 
    if( (rv=export_pwm(channel, 1)) )
    {
        printf("export PWM channel[%d] failed, rv=%d\n", channel, rv);
        return rv; 
    }
 
    if( (rv=config_pwm(channel, freq, duty)) )
    {
        printf("config PWM channel[%d] failed, rv=%d\n", channel, rv);
        return rv;
    }
 
    printf("config pwm%d with freq[%d] duty[%d] okay\n", channel, freq, duty);
 
    return 0;
}
 
int turn_pwm(int channel, int status)
{
    int           fd;
    char          buf[32];
    char          path[256];
 
    if( !check_pwm(channel) )
        return -1;
 
    /* open PWM enable file and enable(1)/disable(0) it */
    snprintf(path, sizeof(path), "%s/pwm%d/enable", PWMCHIP_PATH, channel);
    if( (fd=open(path, O_WRONLY)) < 0 )
    {
        printf("open '%s' failed: %s\n", path, strerror(errno));
        return -3;
    }
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", status?1:0);
    write(fd, buf, strlen(buf));
 
    printf("pwm[%d] %s\n", channel, status?"enable":"disable");
 
    return 0;
}
 
int term_pwm(int channel)
{
    if( !check_pwm(channel) )
        return 0;
 
    turn_pwm(channel, DISABLE);
    export_pwm(channel, 0);
 
    return 0;
}
 
static inline void msleep(unsigned long ms)
{
    struct timespec cSleep;
    unsigned long ulTmp;
 
    cSleep.tv_sec = ms / 1000;
    if (cSleep.tv_sec == 0)
    {
        ulTmp = ms * 10000;
        cSleep.tv_nsec = ulTmp * 100;
    }
    else
    {
        cSleep.tv_nsec = 0;
    }
 
    nanosleep(&cSleep, 0);
 
    return ;
}