背光调节的软件设计 - 基于嵌入式Linux的LCD背光调节及驱动实现

　　3 背光调节的软件设计

　　背光调节的软件部分主要是驱动程序的设计，设备驱动程序是连接硬件和操作系统内核的桥梁，它为应用程序屏蔽了硬件的细节，应用程序将使用统一的系统调用接口来访问设备。Linux系统将设备分为3种基本类型，即字符设备、块设备和网络设备。本文涉及的背光驱动属于字符设备驱动程序。采用Linux作为嵌入式操作系统，内核版本为Linux 2.6.32，根文件系统采用Yaffs2，应用程序采用了Busybox.背光驱动程序的工作流程框图如图3所示。

　　

　　图3 背光驱动程序工作流程框图

　　（1）当加载驱动时，调用初始化函数s3c_bl_pwm_init（）。该函数会调用request_irq（）函数来注册中断。

　　request_irq（）会操作中断描述符数组button_irqs.中断描述符数组的主要功能是记录中断号对应的按键编号和GPIO端口。

　　（2）当中断到来时，会到中断描述符数组button_irqs中查询中断号对应的按键编号。然后调用中断处理函数等操作调节设备背光。

　　（3）当卸载驱动时，调用退出函数s3c_bl_pwm_exit（）。该函数中会调用free_irq（），操作中断描述符数组button_irqs，释放设备所使用的中断号并删除对应中断处理函数。

　　3.1 背光驱动的初始化和退出函数

　　在加载驱动时，内核调用初始化函数s3c_bl_pwm_init（）。首先初始化LCD背光亮度，设置按键中断触发方式，注册中断。然后初始化定时器，设置按键初始状态为抬起（KEY_UP）。最后使用misc_register（）向内核注册混杂设备，混杂设备是字符设备的抽象。背光驱动中混杂设备的定义如下：

　　

　　在卸载驱动时，内核调用退出函数s3c_bl_pwm_exit（），注销中断和混杂设备，完成和初始化函数相反的行为。

　　3.2 按键中断和定时器处理程序

　　当按键被按下后，将发生快速中断，触发中断处理程序buttons_interrupt（）。在中断处理程序中，当按键初始状态为抬起（KEY_UP）时，把按键状态设置为不确定（KEY_DOWNX），然后启动定时器延时去抖，进入定时器处理函数。如果当前按键初始状态不是抬起则退出中断处理程序。在定时器处理程序中，读取按键GPIO端口电平，查询按键是否仍然被按下。如果按键仍被按下且按键状态是不确定（KEY_DOWNX），则标识当前按键状态为按下（KEY_DOWN）。同时延时一个相对去抖更长的时间，启动一个新的定时器，每次定时器到期后，查询按键是否仍然被按下且按键状态为按下（KEY_DOWN），如果是，则重新启动新的定时器；若查询到已经没有按下，则标识按键状态为抬起，这时候应该等待新的按键中断。每次标识按键状态为按下（KEY _DOWN）时，应该调用背光调节函数bl_handler（）依据传入的按键编号调节背光亮度。按键中断和定时器处理函数的流程如图4所示。

　　

　　图4 按键中断和定时器处理函数的流程图

　　3.3 PWM 设置函数

　　PWM 定时器中有2个寄存器TCNTBn和TCMPBn，分别为定时器计数缓存寄存器和定时器比较缓存寄存器［10］.TCNTBn用来设置PWM 输出脉冲频率，TCMPBn的值用于设置PWM 信号占空比。因此通过写入不同的TCMPBn的数值，就可以调节输出信号占空比，实现PWM 功能，即：要减小PWM 的脉宽，则要减小TCMPBn值，相反要增大PWM 的脉宽，则要增大TCMPBn.如果使用了反相器，则增大和减小的结果相反，双缓冲特性允许定时器在工作时改写TCMPBn的值。

　　PWM 设置函数pwm_set_duty（）根据传入参数改写TCMPBn的值，可以实时地改变输出波形。PWM设置函数设置定时器TOUT1端口GPB1的PWM 功能操作步骤如下：

　　（1）使能系统PCLK 时钟源，获取总线时钟频率值。设置定时器TOUT1的时钟预分频值和分频值，分别写入定时器配置寄存器TCFG0和TCFG1;（2）写入初始值到比较缓存寄存器TCMPB1和计数缓存寄存器TCNTB1;（3）设置定时器控制寄存器TCON.使能定时器TOUT1的自动重载位，关闭反相器，开启手动更新位，启动定时器TOUT1.在定时器延时等待一定时间后定时器的下降计数器开始计数；（4）清除定时器TOUT1的手动更新位，手动更新位必须在下次写前被清除。