]> Repositories - Adafruit_Blinka-hackapet.git/blobdiff - src/adafruit_blinka/microcontroller/rockchip/PWMOut.py
Add PWMOut
[Adafruit_Blinka-hackapet.git] / src / adafruit_blinka / microcontroller / rockchip / PWMOut.py
diff --git a/src/adafruit_blinka/microcontroller/rockchip/PWMOut.py b/src/adafruit_blinka/microcontroller/rockchip/PWMOut.py
new file mode 100644 (file)
index 0000000..f2509f4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,356 @@
+import os
+from time import sleep
+from errno import EACCES
+
+try:
+    from microcontroller.pin import pwmOuts
+except ImportError:
+    raise RuntimeError("No PWM outputs defined for this board.") from ImportError
+
+
+class PWMError(IOError):
+    """Base class for PWM errors."""
+
+    pass
+
+
+class PWMOut:
+    """Pulse Width Modulation Output Class"""
+
+    # Number of retries to check for successful PWM export on open
+    PWM_STAT_RETRIES = 10
+    # Delay between check for successful PWM export on open (100ms)
+    PWM_STAT_DELAY = 0.1
+
+    # Sysfs paths
+    _sysfs_path = "/sys/class/pwm"
+    _chip_path = "pwmchip{}"
+    _channel_path = "pwm{}"
+
+    # Sysfs commands
+    _export = "export"
+    _unexport = "unexport"
+
+    # Pin commands
+    _pin_period = "period"
+    _pin_duty_cycle = "duty_cycle"
+    _pin_polarity = "polarity"
+    _pin_enable = "enable"
+
+    def __init__(self, pwm, *, frequency=500, duty_cycle=0, variable_frequency=False):
+        """Instantiate a PWM object and open the sysfs PWM corresponding to the
+        specified chip and channel.
+        Args:
+            pwm (str): PWM pin.
+            frequency (int, float): target frequency in Hertz (32-bit).
+            duty_cycle (int, float): The fraction of each pulse which is high (16-bit).
+            variable_frequency (bool): True if the frequency will change over time.
+        Returns:
+            PWM: PWM object.
+        Raises:
+            PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+            TypeError: if `chip` or `channel` types are invalid.
+            LookupError: if PWM chip does not exist.
+            TimeoutError: if waiting for PWM export times out.
+        """
+
+        self._chip = None
+        self._channel = None
+        self._period_ns = 0
+        self._open(pwm, frequency, duty_cycle, variable_frequency)
+
+    def __del__(self):
+        self.close()
+
+    def __enter__(self):
+        return self
+
+    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
+        self.close()
+
+    def _open(self, pwm, frequency, duty_cycle, variable_frequency):
+        for pwmout in pwmOuts:
+            if pwmout[1] == pwm:
+                self._chip = pwmout[0][0]
+                self._channel = pwmout[0][1]
+
+        self._pwm = pwm
+
+        self._chip_path = os.path.join(self._sysfs_path, self._chip_path.format(self._chip))
+        self._channel_path = os.path.join(self._chip_path, self._channel_path.format(self._channel))
+
+        if not os.path.isdir(self._chip_path):
+            raise LookupError("Opening PWM: PWM chip {} not found.".format(self._chip))
+
+        if not os.path.isdir(self._channel_path):
+            # Exporting the PWM.
+            try:
+                with open(os.path.join(self._chip_path, self._export), "w") as f_export:
+                    f_export.write("{:d}\n".format(self._channel))
+            except IOError as e:
+                raise PWMError(e.errno, "Exporting PWM channel: " + e.strerror)
+
+            # Loop until PWM is exported
+            exported = False
+            for i in range(PWMOut.PWM_STAT_RETRIES):
+                if os.path.isdir(self._channel_path):
+                    exported = True
+                    break
+
+                sleep(PWMOut.PWM_STAT_DELAY)
+
+            if not exported:
+                raise TimeoutError("Exporting PWM: waiting for \"{:s}\" timed out.".format(self._channel_path))
+
+            # Loop until 'period' is writable, This could take some time after
+            # export as application of the udev rules after export is asynchronous.
+            # Without this loop, the following properties may not be writable yet.
+            for i in range(PWMOut.PWM_STAT_RETRIES):
+                try:
+                    with open(os.path.join(self._channel_path, "period"), "w",):
+                        break
+                except IOError as e:
+                    if e.errno != EACCES or (e.errno == EACCES and i == PWMOut.PWM_STAT_RETRIES - 1):
+                        raise PWMError(e.errno, "Opening PWM period: " + e.strerror) from IOError
+
+                sleep(PWMOut.PWM_STAT_DELAY)
+
+            self.frequency = frequency
+            self.duty_cycle = duty_cycle
+
+            # Cache the period for fast duty cycle updates
+            self._period_ns = self._get_period_ns()
+
+    def close(self):
+        """Close the PWM."""
+        if self._channel is not None:
+            # Unexporting the PWM channel
+            try:
+                unexport_fd = os.open(os.path.join(self._chip_path, self._unexport), os.O_WRONLY)
+                os.write(unexport_fd, "{:d}\n".format(self._channel).encode())
+                os.close(unexport_fd)
+            except OSError as e:
+                raise PWMError(e.errno, "Unexporting PWM: " + e.strerror)
+
+        self._chip = None
+        self._channel = None
+
+    def _write_channel_attr(self, attr, value):
+        with open(os.path.join(self._channel_path, attr), 'w') as f_attr:
+            f_attr.write(value + "\n")
+
+    def _read_channel_attr(self, attr):
+        with open(os.path.join(self._channel_path, attr), 'r') as f_attr:
+            return f_attr.read().strip()
+
+    # Methods
+
+    def enable(self):
+        """Enable the PWM outout."""
+        self.enabled = True
+
+    def disable(self):
+        """Diable the PWM output."""
+        self.enabled = False
+
+    # Mutable properties
+
+    def _get_period(self):
+        return float(self.period_ms) / 1000
+
+    def _set_period(self, period):
+        if not isinstance(period, (int, float)):
+            raise TypeError("Invalid period type, should be int.")
+
+        self.period_ms = int(period * 1000)
+
+    period = property(_get_period, _set_period)
+    """Get or set the PWM's output period in seconds.
+    
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not int.
+        
+    :type: int, float
+    """
+
+    def _get_period_ms(self):
+        return self.period_us / 1000
+
+    def _set_period_ms(self, period_ms):
+        if not isinstance(period_ms, int):
+            raise TypeError("Invalid period type, should be int.")
+        self.period_us = int(period_ms * 1000)
+
+    period_ms = property(_get_period_ms, _set_period_ms)
+    """Get or set the PWM's output period in milliseconds.
+    
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not int.
+        
+    :type: int
+    """
+
+    def _get_period_us(self):
+        return self.period_ns / 1000
+
+    def _set_period_us(self, period_us):
+        if not isinstance(period_us, int):
+            raise TypeError("Invalid period type, should be int.")
+
+        self.period_ns = int(period_us * 1000)
+
+    period_us = property(_get_period_us, _set_period_us)
+    """Get or set the PWM's output period in microseconds.
+    
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not int.
+        
+    :type: int
+    """
+
+    def _get_period_ns(self):
+        period_ns = self._read_channel_attr(self._pin_period)
+        try:
+            period_ns = int(period_ns)
+        except ValueError:
+            raise PWMError(None, "Unknown period value: \"%s\"." % period_ns) from ValueError
+
+        self._period_ns = period_ns
+
+        return period_ns
+
+    def _set_period_ns(self, period_ns):
+        if not isinstance(period_ns, int):
+            raise TypeError("Invalid period type, should be int.")
+
+        self._write_channel_attr("period", str(period_ns))
+
+        # Update our cached period
+        self._period_ns = period_ns
+
+    period_ns = property(_get_period_ns, _set_period_ns)
+    """Get or set the PWM's output period in nanoseconds.
+    
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not int.
+        
+    :type: int
+    """
+
+    def _get_duty_cycle_ns(self):
+        duty_cycle_ns_str = self._read_channel_attr("duty_cycle")
+
+        try:
+            duty_cycle_ns = int(duty_cycle_ns_str)
+        except ValueError:
+            raise PWMError(None, "Unknown duty cycle value: \"{:s}\"".format(duty_cycle_ns_str))
+
+        return duty_cycle_ns
+
+    def _set_duty_cycle_ns(self, duty_cycle_ns):
+        if not isinstance(duty_cycle_ns, int):
+            raise TypeError("Invalid duty cycle type, should be int.")
+
+        self._write_channel_attr("duty_cycle", str(duty_cycle_ns))
+
+    duty_cycle_ns = property(_get_duty_cycle_ns, _set_duty_cycle_ns)
+    """Get or set the PWM's output duty cycle in nanoseconds.
+    
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not int.
+        
+    :type: int
+    """
+
+    def _get_duty_cycle(self):
+        return float(self.duty_cycle_ns) / self._period_ns
+
+    def _set_duty_cycle(self, duty_cycle):
+        if not isinstance(duty_cycle, (int, float)):
+            raise TypeError("Invalid duty cycle type, should be int or float.")
+        elif not 0.0 <= duty_cycle <= 1.0:
+            raise ValueError("Invalid duty cycle value, should be between 0.0 and 1.0.")
+
+        # Convert duty cycle from ratio to nanoseconds
+        self.duty_cycle_ns = int(duty_cycle * self._period_ns)
+
+    duty_cycle = property(_get_duty_cycle, _set_duty_cycle)
+    """Get or set the PWM's output duty cycle as a ratio from 0.0 to 1.0.
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not int or float.
+        ValueError: if value is out of bounds of 0.0 to 1.0.
+    :type: int, float
+    """
+
+    def _get_frequency(self):
+        return 1.0 / self.period
+
+    def _set_frequency(self, frequency):
+        if not isinstance(frequency, (int, float)):
+            raise TypeError("Invalid frequency type, should be int or float.")
+
+        self.period = 1.0 / frequency
+
+    frequency = property(_get_frequency, _set_frequency)
+    """Get or set the PWM's output frequency in Hertz.
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not int or float.
+    :type: int, float
+    """
+
+    def _get_polarity(self):
+        return self._read_channel_attr("polarity")
+
+    def _set_polarity(self, polarity):
+        if not isinstance(polarity, str):
+            raise TypeError("Invalid polarity type, should be str.")
+        elif polarity.lower() not in ["normal", "inversed"]:
+            raise ValueError("Invalid polarity, can be: \"normal\" or \"inversed\".")
+
+        self._write_channel_attr("polarity", polarity.lower())
+
+    polarity = property(_get_polarity, _set_polarity)
+    """Get or set the PWM's output polarity. Can be "normal" or "inversed".
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not str.
+        ValueError: if value is invalid.
+    :type: str
+    """
+
+    def _get_enabled(self):
+        enabled = self._read_channel_attr("enable")
+
+        if enabled == "1":
+            return True
+        elif enabled == "0":
+            return False
+
+        raise PWMError(None, "Unknown enabled value: \"{:s}\"".format(enabled))
+
+    def _set_enabled(self, value):
+        if not isinstance(value, bool):
+            raise TypeError("Invalid enabled type, should be bool.")
+
+        self._write_channel_attr("enable", "1" if value else "0")
+
+    enabled = property(_get_enabled, _set_enabled)
+    """Get or set the PWM's output enabled state.
+    Raises:
+        PWMError: if an I/O or OS error occurs.
+        TypeError: if value type is not bool.
+    :type: bool
+    """
+
+    # String representation
+
+    def __str__(self):
+        return "PWM {:d}, chip {:d} (period={:f} sec, duty_cycle={:f}%, polarity={:s}, enabled={:s})" \
+            .format(self._channel, self._chip, self.period, self.duty_cycle * 100, self.polarity, str(self.enabled))
\ No newline at end of file