src/adafruit_blinka/microcontroller/nxp_lpc4330/pwmout.py

   1 """PWMOut Class for NXP LPC4330"""
   2
   3 from greatfet import GreatFET
   4
   5 try:
   6     from microcontroller.pin import pwmOuts
   7 except ImportError:
   8     raise RuntimeError("No PWM outputs defined for this board")
   9
  10 # pylint: disable=unnecessary-pass
  11 class PWMError(IOError):
  12     """Base class for PWM errors."""
  13
  14     pass
  15
  16
  17 # pylint: enable=unnecessary-pass
  18 class PWMOut:
  19     """Pulse Width Modulation Output Class"""
  20
  21     MAX_CYCLE_LEVEL = 1024
  22
  23     def __init__(self, pin, *, frequency=750, duty_cycle=0, variable_frequency=False):
  24         """This class makes use of the GreatFET One's Pattern Generator to create a
  25         Simulated Pulse width modulation. The way that the Pattern Generator works is that
  26         takes a pattern in the form of bytes and will repeat the output. The trick to simulate
  27         PWM is to generate the correct byte pattern for the correct channel.
  28
  29         Args:
  30             pin (Pin): CircuitPython Pin object to output to
  31             duty_cycle (int) : The fraction of each pulse which is high. 16-bit
  32             frequency (int) : target frequency in Hertz (32-bit)
  33
  34         Returns:
  35             PWMOut: PWMOut object.
  36
  37         Raises:
  38             PWMError: if an I/O or OS error occurs.
  39             TypeError: if `channel` or `pin` types are invalid.
  40             ValueError: if PWM channel does not exist.
  41         """
  42         self._gf = GreatFET()
  43
  44         if variable_frequency:
  45             raise NotImplementedError("Variable Frequency is not currently supported.")
  46
  47         self._pattern = None
  48         self._channel = None
  49         self._enable = False
  50         self._frequency = 500
  51         self._duty_cycle = 0
  52         self._open(pin, duty_cycle, frequency)
  53
  54     def __enter__(self):
  55         return self
  56
  57     def __exit__(self, t, value, traceback):
  58         self.deinit()
  59
  60     def _open(self, pin, duty=0, freq=500):
  61         self._channel = None
  62         for pwmpair in pwmOuts:
  63             if pwmpair[1] == pin:
  64                 self._channel = pwmpair[0]
  65
  66         self._pin = pin
  67         if self._channel is None:
  68             raise RuntimeError("No PWM channel found for this Pin")
  69
  70         # set duty
  71         self.duty_cycle = duty
  72
  73         # set frequency
  74         self.frequency = freq
  75
  76         self._set_enabled(True)
  77
  78     def deinit(self):
  79         """Deinit the GreatFET One PWM."""
  80         # pylint: disable=broad-except
  81         try:
  82             if self._channel is not None:
  83                 # self.duty_cycle = 0
  84                 self._set_enabled(False)
  85         except Exception as e:
  86             # due to a race condition for which I have not yet been
  87             # able to find the root cause, deinit() often fails
  88             # but it does not effect future usage of the pwm pin
  89             print(
  90                 "warning: failed to deinitialize pwm pin {0} due to: {1}\n".format(
  91                     self._channel, type(e).__name__
  92                 )
  93             )
  94         finally:
  95             self._pattern = None
  96             self._channel = None
  97         # pylint: enable=broad-except
  98
  99     def _is_deinited(self):
 100         if self._pattern is None:
 101             raise ValueError(
 102                 "Object has been deinitialize and can no longer "
 103                 "be used. Create a new object."
 104             )
 105
 106     # Mutable properties
 107
 108     def _get_period(self):
 109         return 1.0 / self._get_frequency()
 110
 111     def _set_period(self, period):
 112         """Get or set the PWM's output period in seconds.
 113
 114         Raises:
 115             PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 116             TypeError: if value type is not int or float.
 117
 118         :type: int, float
 119         """
 120         if not isinstance(period, (int, float)):
 121             raise TypeError("Invalid period type, should be int or float.")
 122
 123         self._set_frequency(1.0 / period)
 124
 125     period = property(_get_period, _set_period)
 126
 127     def _get_duty_cycle(self):
 128         """Get or set the PWM's output duty cycle as a ratio from 0.0 to 1.0.
 129
 130         Raises:
 131            PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 132            TypeError: if value type is not int or float.
 133            ValueError: if value is out of bounds of 0.0 to 1.0.
 134
 135         :type: int, float
 136         """
 137         return self._duty_cycle
 138
 139     def _set_duty_cycle(self, duty_cycle):
 140         if not isinstance(duty_cycle, (int, float)):
 141             raise TypeError("Invalid duty cycle type, should be int or float.")
 142
 143         # convert from 16-bit
 144         if isinstance(duty_cycle, int):
 145             duty_cycle /= 65535.0
 146         if not 0.0 <= duty_cycle <= 1.0:
 147             raise ValueError("Invalid duty cycle value, should be between 0.0 and 1.0.")
 148
 149         # Generate a pattern for 1024 samples of the duty cycle
 150         pattern = [(1 << self._channel)] * round(PWMOut.MAX_CYCLE_LEVEL * duty_cycle)
 151         pattern += [(0 << self._channel)] * round(
 152             PWMOut.MAX_CYCLE_LEVEL * (1.0 - duty_cycle)
 153         )
 154
 155         self._pattern = pattern
 156         self._duty_cycle = duty_cycle
 157         if self._enable:
 158             self._set_enabled(True)
 159
 160     duty_cycle = property(_get_duty_cycle, _set_duty_cycle)
 161
 162     def _get_frequency(self):
 163         return self._frequency
 164
 165     def _set_frequency(self, frequency):
 166         """Get or set the PWM's output frequency in Hertz.
 167
 168         Raises:
 169             PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 170             TypeError: if value type is not int or float.
 171
 172         :type: int, float
 173         """
 174         if not isinstance(frequency, (int, float)):
 175             raise TypeError("Invalid frequency type, should be int or float.")
 176
 177         # We are sending 1024 samples per second already
 178         self._gf.pattern_generator.set_sample_rate(frequency * len(self._pattern))
 179         self._frequency = frequency
 180
 181     frequency = property(_get_frequency, _set_frequency)
 182
 183     def _get_enabled(self):
 184         enabled = self._enable
 185
 186         if enabled == "1":
 187             return True
 188         if enabled == "0":
 189             return False
 190
 191         raise PWMError(None, 'Unknown enabled value: "%s"' % enabled)
 192
 193     def _set_enabled(self, value):
 194         """Get or set the PWM's output enabled state.
 195
 196         Raises:
 197             PWMError: if an I/O or OS error occurs.
 198             TypeError: if value type is not bool.
 199
 200         :type: bool
 201         """
 202         if not isinstance(value, bool):
 203             raise TypeError("Invalid enabled type, should be string.")
 204         self._enable = value
 205         if self._gf:
 206             if self._enable:
 207                 if self._pattern:
 208                     self._gf.pattern_generator.scan_out_pattern(self._pattern)
 209             else:
 210                 self._gf.pattern_generator.stop()