一文学会esp32的ledc控制器（输出pwm波）

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目录

​​概述​​

​​功能概览​​

​​定时器配置​​

​​通道配置​​

​​改变 PWM 信号​​

​​参考链接​​

概述

LED 控制器 (LEDC) 主要用于控制 LED，也可产生 PWM 信号用于其他设备的控制。 该控制器有 16 路通道，可以产生独立的波形来驱动 RGB LED 等设备。

LEDC 通道共有两组，分别为 8 路高速通道和 8 路低速通道。高速通道模式在硬件中实现，可以自动且无干扰地改变 PWM 占空比。低速通道模式下，PWM 占空比需要由软件中的驱动器改变。每组通道都可以使用不同的时钟源。

LED PWM 控制器可在无需 CPU 干预的情况下自动改变占空比，实现亮度和颜色渐变。

功能概览

设置 LEDC 通道在 高速模式或低速模式 下运行，需要进行如下配置：

1. 定时器配置 指定 PWM 信号的频率和占空比分辨率。
2. 通道配置 绑定定时器和输出 PWM 信号的 GPIO。
3. 改变 PWM 信号 输出 PWM 信号来驱动 LED。可通过软件控制或使用硬件渐变功能来改变 LED 的亮度。

另一个可选步骤是可以在渐变终端设置一个中断。

定时器配置

要设置定时器，可调用函数 ​​ledc_timer_config()​​​，并将包括如下配置参数的数据结构 ​​ledc_timer_config_t​​ 传递给该函数：

• 速度模式 ​​ledc_mode_t​​
• 定时器索引 ​​ledc_timer_t​​
• PWM 信号频率
• PWM 占空比分辨率

频率和占空比分辨率相互关联。PWM 频率越高，占空比分辨率越低，反之亦然。如果 API 不是用来改变 LED 亮度，而是用于其它目的，这种相互关系可能会很重要。更多信息详见 ​​频率和占空比分辨率支持范围​​ 一节。

通道配置

定时器设置好后，请配置所需的通道（​​ledc_channel_t​​​ 之一）。配置通道需调用函数 ​​ledc_channel_config()​​。

通道的配置与定时器设置类似，需向通道配置函数传递包括通道配置参数的结构体 ​​ledc_channel_config_t​​ 。

此时，通道会按照 ​​ledc_channel_config_t​​​ 的配置开始运作，并在选定的 GPIO 上生成由定时器设置指定的频率和占空比的 PWM 信号。在通道运作过程中，可以随时通过调用函数 ​​ledc_stop()​​ 将其暂停。

改变 PWM 信号

通道开始运行、生成具有恒定占空比和频率的 PWM 信号之后，有几种方式可以改变该信号。驱动 LED 时，主要通过改变占空比来变化光线亮度。

以下两节介绍了如何使用软件和硬件改变占空比。如有需要，PWM 信号的频率也可更改，详见 ​​改变 PWM 频率​​ 一节。

使用软件改变 PWM 占空比

调用函数 ​​ledc_set_duty()​​​ 可以设置新的占空比。之后，调用函数 ​​ledc_update_duty()​​​ 使新配置生效。要查看当前设置的占空比，可使用 ​​_get_​​​ 函数 ​​ledc_get_duty()​​。

另外一种设置占空比和其他通道参数的方式是调用 ​​通道配置​​​ 一节提到的函数 ​​ledc_channel_config()​​。

传递给函数的占空比数值范围取决于选定的 ​​duty_resolution​​​，应为 ​​0​​​ 至 ​​(2 ** duty_resolution) - 1​​。例如，如选定的占空比分辨率为 10，则占空比的数值范围为 0 至 1023。此时分辨率为 ~0.1%。

使用硬件改变 PWM 占空比

LED PWM 控制器硬件可逐渐改变占空比的数值。要使用此功能，需用函数 ​​ledc_fade_func_install()​​ 使能渐变，之后用下列可用渐变函数之一配置：

• ​​ledc_set_fade_with_time()​​
• ​​ledc_set_fade_with_step()​​
• ​​ledc_set_fade()​​

最后用 ​​ledc_fade_start()​​ 开启渐变。

如不需要渐变和渐变中断，可用函数 ​​ledc_fade_func_uninstall()​​ 关闭。

改变 PWM 频率

LED PWM 控制器 API 有多种方式即时改变 PWM 频率：

• 通过调用函数 ​​ledc_set_freq()​​ 设置频率。可用函数 ​​ledc_get_freq()​​ 查看当前频率。
• 通过调用函数 ​​ledc_bind_channel_timer()​​ 将其他定时器绑定到该通道来改变频率和占空比分辨率。
• 通过调用函数 ​​ledc_channel_config()​​ 改变通道的定时器。

控制 PWM 的更多方式

有一些较底层的定时器特定函数可用于更改 PWM 设置：

• ​​ledc_timer_set()​​
• ​​ledc_timer_rst()​​
• ​​ledc_timer_pause()​​
• ​​ledc_timer_resume()​​

前两个功能可通过函数 ​​ledc_channel_config()​​ 在后台运行，在定时器配置后启动。

例程1

/*******************************************************
   ESP32PWM呼吸灯
   功能：实现LED呼吸灯
   引脚：Ｄ2(GPIO2)
   Designer: Code_Mouse
   Date:2018-9-1
 *******************************************************/
#define LED_PWM 5 //把调用的GPIO引脚进行了一个宏定义
int freq = 5000;
int ledChannel = 0;
int resolution = 8;
void setup() {
  ledcSetup(ledChannel, freq, resolution);
  ledcAttachPin(LED_PWM, ledChannel);
}
void loop() {
  for (int dutyCycle = 0; dutyCycle <= 255; dutyCycle++) {
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
    delay(7);
  }
  for (int dutyCycle = 255; dutyCycle >= 0; dutyCycle--) {
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
    delay(7);
  }
}

例程2

#include <Arduino.h>
#ifndef __AUTOPWM_H__
#define __AUTOPWM_H__

void PWM_Init(int PWM_Channel, int PWM_IO);
void PWM_Control(int PWM_Channel, int DutyA);

#endif
int light = 0;
int status = 0;//0是变量趋势，1是变暗趋势

// PWM频率，直接设置即可
int Motor_freq_PWM = 1000;

// PWM分辨率，取值为 0-20 之间，这里填写为10，那么后面的ledcWrite
// 这个里面填写的pwm值就在 0 - 2的10次方 之间 也就是 0-1024
int Motor_resolution_PWM = 10;
//频道0-16，不要和其他timer冲突，绑定io
void PWM_Init(int PWM_Channel, int PWM_IO)
{
    pinMode(PWM_IO, OUTPUT);
    ledcSetup(PWM_Channel, Motor_freq_PWM, Motor_resolution_PWM); // 设置通道
    ledcAttachPin(PWM_IO, PWM_Channel);//将 LEDC 通道绑定到指定 IO 口上以实现输出
}
//pwm的占空比
void PWM_Control(int PWM_Channel, int DutyA)
{
    ledcWrite(PWM_Channel, DutyA);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  PWM_Init(0, 5);//通道0-15，IO
}

void loop() {
  PWM_Control(0, light);
  if(status == 0){
    light += 100;
    if(light >= 1024){
      light = 1024;
      status = 1;
    }
  }else{
    light -= 100;
    if(light <= 0){
      light = 0;
      status = 0;
    }
  }
  delay(100);
}

例程3

#include <Arduino.h>
#define LED 22
#define LED_OFF digitalWrite(LED,High)    //关灯
#define LED_ON    digitalWrite(LED, LOW)  //开灯
int freq = 2000;    //设置PWM波的频率
int channel = 0;    //设置通道,共16个通道，0~15
int resolution = 10; //分辨率，取值0~20 duty的最大值为 2^resolution-1
bool val = 0;
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  ledcSetup(channel,freq,resolution);   //设置通道0
  ledcAttachPin(LED,channel);           //将通道0和gpio_pin连接起来
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  // led逐渐变暗
 for (int  i = 0; i < 1023; i=i+5)
 {
   ledcWrite(channel,i);
   delay(5);
 }
 // led逐渐变亮
 for (int  i = 1023; i >= 0 ; i=i-5)
 {
   ledcWrite(channel,i);
   delay(5);
 }
}

参考链接

1.​​LED PWM 控制器 - ESP32 - — ESP-IDF 编程指南 latest 文档​​

2.​​https://www.qutaojiao.com/1444.html​​