src/adafruit_blinka/microcontroller/generic_linux/sysfs_pwmout.py

   1 """
   2 Much code from https://github.com/vsergeev/python-periphery/blob/master/periphery/pwm.py
   3 Copyright (c) 2015-2016 vsergeev / Ivan (Vanya) A. Sergeev
   4 License: MIT
   5 """
   6
   7 import os
   8
   9 try:
  10     from microcontroller.pin import pwmOuts
  11 except ImportError:
  12     raise RuntimeError("No PWM outputs defined for this board")
  13
  14
  15 # pylint: disable=unnecessary-pass
  16 class PWMError(IOError):
  17     """Base class for PWM errors."""
  18
  19     pass
  20
  21
  22 # pylint: enable=unnecessary-pass
  23
  24
  25 class PWMOut:
  26     """Pulse Width Modulation Output Class"""
  27
  28     # Sysfs paths
  29     _sysfs_path = "/sys/class/pwm/"
  30     _channel_path = "pwmchip{}"
  31
  32     # Channel paths
  33     _export_path = "export"
  34     _unexport_path = "unexport"
  35     _pin_path = "pwm{}"
  36
  37     # Pin attribute paths
  38     _pin_period_path = "period"
  39     _pin_duty_cycle_path = "duty_cycle"
  40     _pin_polarity_path = "polarity"
  41     _pin_enable_path = "enable"
  42
  43     def __init__(self, pin, *, frequency=500, duty_cycle=0, variable_frequency=False):
  44         """Instantiate a PWM object and open the sysfs PWM corresponding to the
  45         specified channel and pin.
  46
  47         Args:
  48             pin (Pin): CircuitPython Pin object to output to
  49             duty_cycle (int) : The fraction of each pulse which is high. 16-bit
  50             frequency (int) : target frequency in Hertz (32-bit)
  51             variable_frequency (bool) : True if the frequency will change over time
  52
  53         Returns:
  54             PWMOut: PWMOut object.
  55
  56         Raises:
  57             PWMError: if an I/O or OS error occurs.
  58             TypeError: if `channel` or `pin` types are invalid.
  59             ValueError: if PWM channel does not exist.
  60
  61         """
  62
  63         self._pwmpin = None
  64         self._channel = None
  65         self._period = 0
  66         self._open(pin, duty_cycle, frequency, variable_frequency)
  67
  68     def __del__(self):
  69         self.deinit()
  70
  71     def __enter__(self):
  72         return self
  73
  74     def __exit__(self, t, value, traceback):
  75         self.deinit()
  76
  77     def _open(self, pin, duty=0, freq=500, variable_frequency=False):
  78         self._channel = None
  79         for pwmpair in pwmOuts:
  80             if pwmpair[1] == pin:
  81                 self._channel = pwmpair[0][0]
  82                 self._pwmpin = pwmpair[0][1]
  83
  84         self._pin = pin
  85         if self._channel is None:
  86             raise RuntimeError("No PWM channel found for this Pin")
  87
  88         if variable_frequency:
  89             print("Variable Frequency is not supported, continuing without it...")
  90
  91         channel_path = os.path.join(
  92             self._sysfs_path, self._channel_path.format(self._channel)
  93         )
  94         if not os.path.isdir(channel_path):
  95             raise ValueError(
  96                 "PWM channel does not exist, check that the required modules are loaded."
  97             )
  98
  99         try:
 100             with open(
 101                 os.path.join(channel_path, self._unexport_path), "w"
 102             ) as f_unexport:
 103                 f_unexport.write("%d\n" % self._pwmpin)
 104         except IOError as e:
 105             pass  # not unusual, it doesnt already exist
 106         try:
 107             with open(os.path.join(channel_path, self._export_path), "w") as f_export:
 108                 f_export.write("%d\n" % self._pwmpin)
 109         except IOError as e:
 110             raise PWMError(e.errno, "Exporting PWM pin: " + e.strerror)
 111
 112         # self._set_enabled(False) # This line causes a write error when trying to enable
 113
 114         # Look up the period, for fast duty cycle updates
 115         self._period = self._get_period()
 116
 117         # self.duty_cycle = 0  # This line causes a write error when trying to enable
 118
 119         # set frequency
 120         self.frequency = freq
 121         # set duty
 122         self.duty_cycle = duty
 123
 124         self._set_enabled(True)
 125
 126     def deinit(self):
 127         """Deinit the sysfs PWM."""
 128         if self._channel is not None:
 129             self.duty_cycle = 0
 130             try:
 131                 channel_path = os.path.join(
 132                     self._sysfs_path, self._channel_path.format(self._channel)
 133                 )
 134                 with open(
 135                     os.path.join(channel_path, self._unexport_path), "w"
 136                 ) as f_unexport:
 137                     f_unexport.write("%d\n" % self._pwmpin)
 138             except IOError as e:
 139                 raise PWMError(e.errno, "Unexporting PWM pin: " + e.strerror)
 140
 141         self._channel = None
 142         self._pwmpin = None
 143
 144     def _is_deinited(self):
 145         if self._pwmpin is None:
 146             raise ValueError(
 147                 "Object has been deinitialize and can no longer "
 148                 "be used. Create a new object."
 149             )
 150
 151     def _write_pin_attr(self, attr, value):
 152         # Make sure the pin is active
 153         self._is_deinited()
 154
 155         path = os.path.join(
 156             self._sysfs_path,
 157             self._channel_path.format(self._channel),
 158             self._pin_path.format(self._pwmpin),
 159             attr,
 160         )
 161
 162         with open(path, "w") as f_attr:
 163             # print(value, path)
 164             f_attr.write(value + "\n")
 165
 166     def _read_pin_attr(self, attr):
 167         # Make sure the pin is active
 168         self._is_deinited()
 169
 170         path = os.path.join(
 171             self._sysfs_path,
 172             self._channel_path.format(self._channel),
 173             self._pin_path.format(self._pwmpin),
 174             attr,
 175         )
 176
 177         with open(path, "r") as f_attr:
 178             return f_attr.read().strip()
 179
 180     # Mutable properties
 181
 182     def _get_period(self):
 183         period_ns = self._read_pin_attr(self._pin_period_path)
 184         try:
 185             period_ns = int(period_ns)
 186         except ValueError:
 187             raise PWMError(None, 'Unknown period value: "%s"' % period_ns)
 188
 189         # Convert period from nanoseconds to seconds
 190         period = period_ns / 1e9
 191
 192         # Update our cached period
 193         self._period = period
 194
 195         return period
 196
 197     def _set_period(self, period):
 198         if not isinstance(period, (int, float)):
 199             raise TypeError("Invalid period type, should be int or float.")
 200
 201         # Convert period from seconds to integer nanoseconds
 202         period_ns = int(period * 1e9)
 203
 204         self._write_pin_attr(self._pin_period_path, "{}".format(period_ns))
 205
 206         # Update our cached period
 207         self._period = float(period)
 208
 209     period = property(_get_period, _set_period)
 210
 211     """Get or set the PWM's output period in seconds.
 212
 213     Raises:
 214         PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 215         TypeError: if value type is not int or float.
 216
 217     :type: int, float
 218     """
 219
 220     def _get_duty_cycle(self):
 221         duty_cycle_ns = self._read_pin_attr(self._pin_duty_cycle_path)
 222         try:
 223             duty_cycle_ns = int(duty_cycle_ns)
 224         except ValueError:
 225             raise PWMError(None, 'Unknown duty cycle value: "%s"' % duty_cycle_ns)
 226
 227         # Convert duty cycle from nanoseconds to seconds
 228         duty_cycle = duty_cycle_ns / 1e9
 229
 230         # Convert duty cycle to ratio from 0.0 to 1.0
 231         duty_cycle = duty_cycle / self._period
 232
 233         # convert to 16-bit
 234         duty_cycle = int(duty_cycle * 65535)
 235         return duty_cycle
 236
 237     def _set_duty_cycle(self, duty_cycle):
 238         if not isinstance(duty_cycle, (int, float)):
 239             raise TypeError("Invalid duty cycle type, should be int or float.")
 240
 241         # convert from 16-bit
 242         duty_cycle /= 65535.0
 243         if not 0.0 <= duty_cycle <= 1.0:
 244             raise ValueError("Invalid duty cycle value, should be between 0.0 and 1.0.")
 245
 246         # Convert duty cycle from ratio to seconds
 247         duty_cycle = duty_cycle * self._period
 248
 249         # Convert duty cycle from seconds to integer nanoseconds
 250         duty_cycle_ns = int(duty_cycle * 1e9)
 251
 252         self._write_pin_attr(self._pin_duty_cycle_path, "{}".format(duty_cycle_ns))
 253
 254     duty_cycle = property(_get_duty_cycle, _set_duty_cycle)
 255     """Get or set the PWM's output duty cycle as a ratio from 0.0 to 1.0.
 256
 257     Raises:
 258         PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 259         TypeError: if value type is not int or float.
 260         ValueError: if value is out of bounds of 0.0 to 1.0.
 261
 262     :type: int, float
 263     """
 264
 265     def _get_frequency(self):
 266         return 1.0 / self._get_period()
 267
 268     def _set_frequency(self, frequency):
 269         if not isinstance(frequency, (int, float)):
 270             raise TypeError("Invalid frequency type, should be int or float.")
 271
 272         self._set_period(1.0 / frequency)
 273
 274     frequency = property(_get_frequency, _set_frequency)
 275     """Get or set the PWM's output frequency in Hertz.
 276
 277     Raises:
 278         PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 279         TypeError: if value type is not int or float.
 280
 281     :type: int, float
 282     """
 283
 284     def _get_enabled(self):
 285         enabled = self._read_pin_attr(self._pin_enable_path)
 286
 287         if enabled == "1":
 288             return True
 289         if enabled == "0":
 290             return False
 291
 292         raise PWMError(None, 'Unknown enabled value: "%s"' % enabled)
 293
 294     def _set_enabled(self, value):
 295         """Get or set the PWM's output enabled state.
 296
 297         Raises:
 298             PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 299             TypeError: if value type is not bool.
 300
 301         :type: bool
 302         """
 303         if not isinstance(value, bool):
 304             raise TypeError("Invalid enabled type, should be string.")
 305
 306         self._write_pin_attr(self._pin_enable_path, "1" if value else "0")
 307
 308     # String representation
 309
 310     def __str__(self):
 311         return "PWM%d, pin %s (freq=%f Hz, duty_cycle=%f%%)" % (
 312             self._channel,
 313             self._pin,
 314             self.frequency,
 315             self.duty_cycle * 100,
 316         )