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ESP32 Arduino开发之路（2）— 使用PWM实现LED呼吸灯

一、前言

在ESP32上有一个LEDC外设模块专用于输出PWM波形，其介绍如下所示：

参考文章：在 ESP32 上使用 LEDC (PWM) （3）

二、PWM引脚

如图所示为引脚映射

三、控制函数

1、ledcSetup()函数

ledcSetup()函数原型如下所示，其功能为设置 LEDC通道对应的频率和计数位数（占空比分辨率）

double ledcSetup(uint8_t chan, double freq, uint8_t bit_num)

其第一个参数chan表示通道号，取值为0 ~ 15即可设置16个通道，其中高速通道（0 ~ 7）由80MHz时钟驱动，低速通道（8 ~ 15）由 1MHz 时钟驱动；第二个参数freq为期望设置的频率；第三个参数为占空比分辨率的计数位数，其取值为0 ~ 20（该值决定后面 ledcWrite 方法中占空比可写值，比如该值写10，则占空比最大可写1023 即(1<<bit_num)-1。

2、ledcAttachPin()函数

ledcAttachPin()函数原型如下所示，其功能为将指定的 LEDC 通道绑定到指定的 IO 口上以实现PWM的输出

void ledcAttachPin(uint8_t pin, uint8_t channel);

其第一个参数pin表示我们需要输出的IO口，第二个参数channel为我们指定的LEDC通道。

3、ledcWrite()函数

ledcWrite()函数原型如下所示，其功能为指定的 LEDC 通道的输出占空比

void ledcWrite(uint8_t chan, uint32_t duty)

其第一个参数chan为我们指定的LEDC通道，第二个参数duty表示占空比，其取值范围与ledcSetup()函数的bit_num有关。

四、PWM输出

编写代码如下所示，设置PWM频率为1KHz，分辨率为1024，输出占空比为50%

/* 设置led输出引脚号 */
uint8_t led_pin = 2;

void setup() 
{            
  Serial.begin(115200);
  delay(10); 

  /* 1. 使用ledc通道1，设置频率为1kHz，分辨率为10位 */
  double f = ledcSetup(1, 1000, 10);  
  Serial.print("F=");Serial.println(f); /* 打印实际设置的频率*/

  /* 2. 将LED引脚绑定到ledc通道1 */
  ledcAttachPin(led_pin, 1);

  /* 3. 设置ledc通道占空比为512/1024=50% */
  ledcWrite(1, 511);
}

void loop() 
{
  delay(100);
}

编译上传到开发板，串口打印如下所示，可以看到，1kHz频率设置成功

另外可以通过示波器抓取波形如下所示，可以看到其波形频率为1kHz，占空比为50%

五、呼吸灯实现

编写代码如下所示

/*
 * ESP32使用PWM实现呼吸灯程序
 */
 
/* 设置led输出引脚号 */
uint8_t led_pin = 2;
uint8_t led_ch = 1;

void setup() 
{            
  Serial.begin(115200);
  delay(10); 

  /* 1. 使用ledc通道1，设置频率为1kHz，分辨率为10位 */
  double f = ledcSetup(led_ch, 1000, 10);  
  Serial.print("F=");Serial.println(f); /* 打印实际设置的频率*/

  /* 2. 将LED引脚绑定到ledc通道1 */
  ledcAttachPin(led_pin, led_ch);

  /* 3. 设置ledc通道占空比为512/1024=50% */
  ledcWrite(led_ch, 511);
}

void loop() 
{
  uint8_t dir = 0;
  uint32_t pwmval = 255;
  while(1)
  {
    if(dir) pwmval++;                 // dir==1  pwmval递增
    else pwmval--;                    // dir==0  pwmval递减
    if( pwmval == 0 ) dir=1;          // pwmval降低至0后，方向为递增
    if( pwmval >= 500) dir=0;         // pwmval递增到500后，方向改为递减
    ledcWrite(led_ch, pwmval);           // 修改占空比
    if( pwmval==0 ) delay(500);    // 在LED熄灭时等待300ms
    delay(5);
  }
}

编译上传到开发板，可以看到运行效果如下所示

六、附录

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