/* gpioClockSet
*
* Parameters:
* - pin: int
* - freq: int
* Return Type: void
*/
mrb_value
mrb_Pi_gpioClockSet(mrb_state* mrb, mrb_value self) {
mrb_int native_pin;
mrb_int native_freq;
/* Fetch the args */
mrb_get_args(mrb, "ii", &native_pin, &native_freq);
/* Invocation */
gpioClockSet(native_pin, native_freq);
return mrb_nil_value();
}
void doClock (int argc, char *argv [])
{
int pin, freq ;
if (argc != 4)
{
fprintf (stderr, "Usage: %s clock <pin> <freq>\n", argv [0]) ;
exit (1) ;
}
pin = atoi (argv [2]) ;
freq = atoi (argv [3]) ;
gpioClockSet (pin, freq) ;
}
void doClock (int argc, char *argv [])
{
int pin, freq ;
if (argc != 4)
{
fprintf (stderr, "Usage: %s clock <pin> <freq>\n", argv [0]) ;
exit (1) ;
}
pin = atoi (argv [2]) ;
if ((wpMode == WPI_MODE_PINS) && ((pin < 0) || (pin >= NUM_PINS)))
return ;
freq = atoi (argv [3]) ;
gpioClockSet (pin, freq) ;
}
int main (void) {
wiringPiSetup () ;
pinMode (VPRG, OUTPUT) ;
pinMode (SIN, OUTPUT) ;
pinMode (SCLK, OUTPUT) ;
pinMode (XLAT, OUTPUT) ;
pinMode (BLANK, OUTPUT) ;
pinMode (DCPRG, OUTPUT) ;
// 注意，这里我们设置输出模式为时钟模式
// 在这个模式下，GPIO4引脚可以稳定高速的输出时钟信号（方波），并且不会额外占用CPU资源
// 可以使用这个模式的引脚只有GPIO4，这个引脚是树莓派硬件支持时钟信号输出的
pinMode (GSCLK, GPIO_CLOCK) ;
// 设置时钟频率，最高19.2MHz，或者是19.2Mhz的n分频，这里我们设置GSCLK为2.4MHz（19.2Mhz/8）
// 设置BLANK为585Hz （2.4Mhz/4096）
gpioClockSet (GSCLK, 9600000) ;
// VPRG设置为L，使其工作在GS mode
digitalWrite (VPRG, LOW) ;
// BLANK设置为H，关闭所有输出
digitalWrite (BLANK, HIGH) ;
digitalWrite (DCPRG, HIGH) ;
// 传送12bit X 16组PWM数值GSn(n=0-15)，共192bit
// 每组数据的值范围是0-4095
// 因为是通过移位寄存器传输，所以传送顺序是倒序的：GS15，GS14。。。GS0
// GSn决定了OUTn的PWM调宽。（GSn / 4095 = 0% - 100%）
for (i = 0; i < 192-36; ++i)
{
digitalWrite (SIN, LOW) ;
// 创造SCLK的上升沿，写SIN数据到移位寄存器中
digitalWrite (SCLK, LOW) ;
digitalWrite (SCLK, HIGH) ;
}
// OUT2
n=11;
for (i = 0; i < 12-n; ++i)
{
digitalWrite (SIN, LOW) ;
// 创造SCLK的上升沿，写SIN数据到移位寄存器中
digitalWrite (SCLK, LOW) ;
digitalWrite (SCLK, HIGH) ;
}
for (i = 0; i < 12; ++i)
{
digitalWrite (SIN, HIGH) ;
// 创造SCLK的上升沿，写SIN数据到移位寄存器中
digitalWrite (SCLK, LOW) ;
digitalWrite (SCLK, HIGH) ;
}
// OUT1
n=9;
for (i = 0; i < 12-n; ++i)
{
digitalWrite (SIN, LOW) ;
// 创造SCLK的上升沿，写SIN数据到移位寄存器中
digitalWrite (SCLK, LOW) ;
digitalWrite (SCLK, HIGH) ;
}
for (i = 0; i < n; ++i)
{
digitalWrite (SIN, HIGH) ;
// 创造SCLK的上升沿，写SIN数据到移位寄存器中
digitalWrite (SCLK, LOW) ;
digitalWrite (SCLK, HIGH) ;
}
// OUT0
n=5;
for (i = 0; i < 12-n; ++i)
{
digitalWrite (SIN, LOW) ;
// 创造SCLK的上升沿，写SIN数据到移位寄存器中
digitalWrite (SCLK, LOW) ;
digitalWrite (SCLK, HIGH) ;
}
for (i = 0; i < n; ++i)
{
digitalWrite (SIN, HIGH) ;
// 创造SCLK的上升沿，写SIN数据到移位寄存器中
digitalWrite (SCLK, LOW) ;
digitalWrite (SCLK, HIGH) ;
}
// 送完GS数据后，创造XLAT的上升沿，将移位寄存器的数据一次性送入GS寄存器
digitalWrite (XLAT, LOW) ;
digitalWrite (XLAT, HIGH) ;
// BLANK设置为L，打开所有输出
digitalWrite (BLANK, LOW) ;
// 准备工作完毕，下面向GSCLK输送时钟信号（高低电平交互的方波信号）
// TLC5940会根据这个时钟信号进行从0-4095的计数，一边计数一边检查各GSn的设定值，一旦到达GSn的值，则切换OUTn的电平
// 一直计数到4095为止，再从0开始重新计数。从0计数到4095就是一个高低电平的切换周期。
// 所以我们给5940提供的时钟频率越快，最后输出的PWM频率就越快
// 最后输出的PWM的频率 = 时钟信号的频率 / 4095
// 比如时钟频率是8M，则最后从各OUT口输出的PWM频率是8MHz / 4095 = 1.953KHz
// 根据TLC5940的官方文档，GSCLK可支持最高30MHz的时钟频率，也就是最高可以输出7.3KHz的PWM信号。
// 如果是控制LED的亮度，那么让人眼感觉不到闪烁的最低频率应该是50Hz以上，
// 所以我们应该至少给GSCLK提供不低于50 X 4095 = 200KHz的方波。
// 树莓派Python的GPIO库翻转IO口的速度不高，实测速度只能达到60KHz，
// 导致最后输出的PWM频率只有14Hz，会有明显的闪烁感
// 后来查了相关资料，发现树莓派GPIO4是硬件支持时钟信号输出的，速度可达到19.2Mhz，于是本文采用此方法
resetBLACK();
return 0 ;
}
