【原創】樹莓派3B開發Go語言（四）-自寫庫實現pwm輸出

這是一個建立於 的文章，其中的資訊可能已經有所發展或是發生改變。

在前一小節中介紹了點亮第一個LED燈，這裡我們準備進階嘗試下，輸出第一段PWM波形。（PWM也就是脈寬調製，一種可調占空比的技術，得到的效果就是：如果用示波器測量引腳會發現有方波輸出，而且高電平、低電平的時間是可調的。）

這裡爪爪熊準備寫成一個golang的庫，並開源到github上，後續更新將直接更新到github中，如果你有興趣可以簡書和我聯絡。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

一、樹莓派的PWM

我在很多的教程中都看到說樹莓派的PWM（硬體）只有一個GPIO能夠輸出，就是 GPIO1。這可是不小的打擊，因為我想使用至少四個 PWM ，還是不死心，想通過硬體手冊上找尋蛛絲馬跡，看看究竟怎麼回事。

手冊上找尋東西稍等下講述，這裡先提供一種方法測試 樹莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬體PWM。

#pwm 輸出頻率為4.8Mhz/1024 = 4.6875khzgpio mode 1 pwm    # 設定 gpio1 引腳為pwm模式gpio pwm-ms        # 設定 pwm 的模式為 pwm-ms Mark-spacegpio pwmr 1024     # 設定 pwm 滿計數為1024gpio pwmc 4        # 設定 pwm 的頻率 4:4.8MHZgpio pwm  1 512    # 設定 pwm 的占空比 為 512/1024 （50%）占空比

這裡通過指令的方式掌握了基本的pwm設定技巧，決定去翻一下手冊看看到底PWM怎麼回事，這裡因為沒有 BCM2837 的手冊，根據之前文章引用官網所說， BCM2835 和 BCM2837 應該是一樣的。這裡我們直接翻閱 BCM2835 的手冊，直接找到 PWM 章節。找到了如：

image.png

圖中可以看到在博通的命名規則中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作為PWM輸出。但是只有兩路PWM0 PWM1。根據我之前所學知識，不出意外應該是PWM0 和 PWM1可以輸出不一樣的占空比，但是頻率應該是一樣的。因為沒有示波器，暫時不好測試。先找到下面對應圖：

image.png

根據以上兩個圖對比可以發現如下規律：

PWMn	BCM引腳	GPIO引腳(NAME)	板子引腳	複用模式
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

對照上面的表可以看出從 BCM2837 中印出來的能夠使用在PWM上的就這幾個了。

為了驗證個人猜想是否正確，這裡先直接使用指令的模式，類比配置下是否能夠正常輸出。

# 指令方式類比配置 gpio為pwmgpio mode  1 pwmgpio mode 26 pwmgpio mode 23 pwmgpio mode 24 pwmgpio pwm-msgpio pwmr 1024gpio pwm   1 100gpio pwm  26 512gpio pwm  23  10gpio pwm  24 256

通過上面一系列指令類比發現，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是綁定在一起的，調節任意一個，另外一個也會發生變化。也即是PWM0、PWM1雖然輸出了兩路，可以理解成兩路其實都是連在一個輸出口上。這裡由於沒有示波器或者邏輯分析儀這類裝置（僅有一個LED燈），所以測試很簡陋，下一步是使用示波器這類東西對頻率以及訊號穩定性進行下測試。

小節：樹莓派具有四路硬體輸出PWM能力，但是四路中只能輸出兩個獨立（占空比獨立）的PWM，同時四路輸出的頻率均是恒定的。

二、使用go語言操作PWM

上面大概瞭解清楚了樹莓派3B的PWM結構，接下來就是探究如何使用Go語言進行設定。

因為拿到了手冊，這裡我想直接操作寄存器的方式進行設定，也是順便學習下Go語言處理寄存器的過程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手冊，發現只有位移，沒有找到基地址。

經過了一段時間的努力後，決定寫一個 樹莓派3B golang包開源放在github上，只需要寫相關程式進行調用就可以了，以下是相關demo（pwm）（在GPIO.12 上輸出PWM波，放上LED燈會有呼吸燈的效果，具體多少頻率還沒有進行測試）

2.1 使用方法

go get github.com/dpawsbear/bear_rpi_gocd $gopath/src/github.com/dpawsbear/bear_rpi_go/examplego build -ldflags "-w -s" pwm.gosudo ./pwm

以下是demo(pwm) 源碼

package mainimport (    "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 )        }    }}