src/adafruit_blinka/microcontroller/generic_linux/sysfs_pwmout.py

   1 # Much code from https://github.com/vsergeev/python-periphery/blob/master/periphery/pwm.py
   2 # Copyright (c) 2015-2016 vsergeev / Ivan (Vanya) A. Sergeev
   3 # License: MIT
   4
   5 import os
   6 import digitalio
   7
   8 try:
   9     from microcontroller.pin import pwmOuts
  10 except ImportError:
  11     raise RuntimeError("No PWM outputs defined for this board")
  12
  13 class PWMError(IOError):
  14     """Base class for PWM errors."""
  15     pass
  16
  17
  18 class PWMOut(object):
  19     # Sysfs paths
  20     _sysfs_path = "/sys/class/pwm/"
  21     _channel_path = "pwmchip{}"
  22
  23     # Channel paths
  24     _export_path = "export"
  25     _unexport_path = "unexport"
  26     _pin_path = "pwm{}"
  27
  28     # Pin attribute paths
  29     _pin_period_path = "period"
  30     _pin_duty_cycle_path = "duty_cycle"
  31     _pin_polarity_path = "polarity"
  32     _pin_enable_path = "enable"
  33
  34     def __init__(self, pin, *, frequency=500, duty_cycle=0, variable_frequency=False):
  35         """Instantiate a PWM object and open the sysfs PWM corresponding to the
  36         specified channel and pin.
  37
  38         Args:
  39             pin (Pin): CircuitPython Pin object to output to
  40             duty_cycle (int) : The fraction of each pulse which is high. 16-bit
  41             frequency (int) : target frequency in Hertz (32-bit)
  42             variable_frequency (bool) : True if the frequency will change over time
  43
  44         Returns:
  45             PWMOut: PWMOut object.
  46
  47         Raises:
  48             PWMError: if an I/O or OS error occurs.
  49             TypeError: if `channel` or `pin` types are invalid.
  50             ValueError: if PWM channel does not exist.
  51
  52         """
  53
  54         self._pwmpin = None
  55         self._open(pin, duty_cycle, frequency, variable_frequency)
  56
  57     def __del__(self):
  58         self.close()
  59
  60     def __enter__(self):
  61         return self
  62
  63     def __exit__(self, t, value, traceback):
  64         self.close()
  65
  66     def _open(self, pin, duty=0, freq=500, variable_frequency=False):
  67         self._channel = None
  68         for pwmpair in pwmOuts:
  69             if pwmpair[1] == pin:
  70                 self._channel = pwmpair[0][0]
  71                 self._pwmpin = pwmpair[0][1]
  72
  73         self._pin = pin
  74         if self._channel is None:
  75             raise RuntimeError("No PWM channel found for this Pin")
  76
  77         channel_path = os.path.join(self._sysfs_path, self._channel_path.format(self._channel))
  78         if not os.path.isdir(channel_path):
  79             raise ValueError("PWM channel does not exist, check that the required modules are loaded.")
  80
  81         pin_path = os.path.join(channel_path, self._pin_path.format(self._pwmpin))
  82         try:
  83             with open(os.path.join(channel_path, self._unexport_path), "w") as f_unexport:
  84                 f_unexport.write("%d\n" % self._pwmpin)
  85         except IOError as e:
  86             pass # not unusual, it doesnt already exist
  87         try:
  88             with open(os.path.join(channel_path, self._export_path), "w") as f_export:
  89                 f_export.write("%d\n" % self._pwmpin)
  90         except IOError as e:
  91             raise PWMError(e.errno, "Exporting PWM pin: " + e.strerror)
  92
  93         #self._set_enabled(False) # This line causes a write error when trying to enable
  94
  95         # Look up the period, for fast duty cycle updates
  96         self._period = self._get_period()
  97
  98         #self.duty_cycle = 0  # This line causes a write error when trying to enable
  99
 100         # set frequency
 101         self.frequency = freq
 102         # set duty
 103         self.duty_cycle = duty
 104
 105         self._set_enabled(True)
 106
 107     def close(self):
 108         """Close the sysfs PWM."""
 109         if self._channel is not None:
 110             self.duty_cycle = 0
 111             try:
 112                 channel_path = os.path.join(self._sysfs_path, self._channel_path.format(self._channel))
 113                 with open(os.path.join(channel_path, self._unexport_path), "w") as f_unexport:
 114                     f_unexport.write("%d\n" % self._pwmpin)
 115             except IOError as e:
 116                 raise PWMError(e.errno, "Unexporting PWM pin: " + e.strerror)
 117
 118         self._channel = None
 119         self._pwmpin = None
 120
 121     def _write_pin_attr(self, attr, value):
 122         path = os.path.join(
 123             self._sysfs_path,
 124             self._channel_path.format(self._channel),
 125             self._pin_path.format(self._pwmpin),
 126             attr)
 127
 128         with open(path, 'w') as f_attr:
 129             #print(value, path)
 130             f_attr.write(value + "\n")
 131
 132     def _read_pin_attr(self, attr):
 133         path = os.path.join(
 134             self._sysfs_path,
 135             self._channel_path.format(self._channel),
 136             self._pin_path.format(self._pwmpin),
 137             attr)
 138
 139         with open(path, 'r') as f_attr:
 140             return f_attr.read().strip()
 141
 142     # Mutable properties
 143
 144     def _get_period(self):
 145         try:
 146             period_ns = int(self._read_pin_attr(self._pin_period_path))
 147         except ValueError:
 148             raise PWMError(None, "Unknown period value: \"%s\"" % period_ns)
 149
 150         # Convert period from nanoseconds to seconds
 151         period = period_ns / 1e9
 152
 153         # Update our cached period
 154         self._period = period
 155
 156         return period
 157
 158     def _set_period(self, period):
 159         if not isinstance(period, (int, float)):
 160             raise TypeError("Invalid period type, should be int or float.")
 161
 162         # Convert period from seconds to integer nanoseconds
 163         period_ns = int(period * 1e9)
 164
 165         self._write_pin_attr(self._pin_period_path, "{}".format(period_ns))
 166
 167         # Update our cached period
 168         self._period = float(period)
 169
 170     period = property(_get_period, _set_period)
 171
 172     """Get or set the PWM's output period in seconds.
 173
 174     Raises:
 175         PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 176         TypeError: if value type is not int or float.
 177
 178     :type: int, float
 179     """
 180
 181     def _get_duty_cycle(self):
 182         try:
 183             duty_cycle_ns = int(self._read_pin_attr(self._pin_duty_cycle_path))
 184         except ValueError:
 185             raise PWMError(None, "Unknown duty cycle value: \"%s\"" % duty_cycle_ns)
 186
 187         # Convert duty cycle from nanoseconds to seconds
 188         duty_cycle = duty_cycle_ns / 1e9
 189
 190         # Convert duty cycle to ratio from 0.0 to 1.0
 191         duty_cycle = duty_cycle / self._period
 192
 193         # convert to 16-bit
 194         duty_cycle = int(duty_cycle * 65535)
 195         return duty_cycle
 196
 197     def _set_duty_cycle(self, duty_cycle):
 198         if not isinstance(duty_cycle, (int, float)):
 199             raise TypeError("Invalid duty cycle type, should be int or float.")
 200
 201         # convert from 16-bit
 202         duty_cycle /= 65535.0
 203         if not 0.0 <= duty_cycle <= 1.0:
 204             raise ValueError("Invalid duty cycle value, should be between 0.0 and 1.0.")
 205
 206         # Convert duty cycle from ratio to seconds
 207         duty_cycle = duty_cycle * self._period
 208
 209         # Convert duty cycle from seconds to integer nanoseconds
 210         duty_cycle_ns = int(duty_cycle * 1e9)
 211
 212         self._write_pin_attr(self._pin_duty_cycle_path, "{}".format(duty_cycle_ns))
 213
 214     duty_cycle = property(_get_duty_cycle, _set_duty_cycle)
 215     """Get or set the PWM's output duty cycle as a ratio from 0.0 to 1.0.
 216
 217     Raises:
 218         PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 219         TypeError: if value type is not int or float.
 220         ValueError: if value is out of bounds of 0.0 to 1.0.
 221
 222     :type: int, float
 223     """
 224
 225     def _get_frequency(self):
 226         return 1.0 / self._get_period()
 227
 228     def _set_frequency(self, frequency):
 229         if not isinstance(frequency, (int, float)):
 230             raise TypeError("Invalid frequency type, should be int or float.")
 231
 232         self._set_period(1.0 / frequency)
 233
 234     frequency = property(_get_frequency, _set_frequency)
 235     """Get or set the PWM's output frequency in Hertz.
 236
 237     Raises:
 238         PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 239         TypeError: if value type is not int or float.
 240
 241     :type: int, float
 242     """
 243
 244     def _get_enabled(self):
 245         enabled = self._read_pin_attr(self._pin_enable_path)
 246
 247         if enabled == "1":
 248             return True
 249         elif enabled == "0":
 250             return False
 251
 252         raise PWMError(None, "Unknown enabled value: \"%s\"" % enabled)
 253
 254     def _set_enabled(self, value):
 255         if not isinstance(value, bool):
 256             raise TypeError("Invalid enabled type, should be string.")
 257
 258         self._write_pin_attr(self._pin_enable_path, "1" if value else "0")
 259
 260     """Get or set the PWM's output enabled state.
 261
 262     Raises:
 263         PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 264         TypeError: if value type is not bool.
 265
 266     :type: bool
 267     """
 268
 269     # String representation
 270
 271     def __str__(self):
 272         return "PWM%d, pin %s (freq=%f Hz, duty_cycle=%f%%)" % \
 273             (self._channel, self._pin, self.frequency, self.duty_cycle * 100,)