[esp32教程] 4、LEDC使用

0、前期準(zhǔn)備

1、參考上一篇文章搭建好esp32環(huán)境

2、準(zhǔn)備好一塊esp32開發(fā)開發(fā)板（本作者使用了esp32c3作為開發(fā)平臺）

1、知識儲備

1.1 概述

? LEDC是樂鑫公司專門開發(fā)，通過PWM來控制LED，具有軟件控制占空比以及硬件自動控制占空比的方式。同時據(jù)說也可以用來控制電機。

1.2 功能架構(gòu)

LEDC有4個定時器可以獨立配置，定時器時鐘來源有三個時鐘源，分別是：APB_CLK、RC_FAST_CLK 和 XTAL_CLK。

架構(gòu)圖如下所示：

1.3 LEDC配置流程介紹

LEDC的配置流程可分為以下3步

1、定時器配置：設(shè)置PWM 頻率和占空比分辨率（位數(shù)）

2、通道配置：設(shè)置定時器通道以及PWM的輸出引腳

3、 修改占空比

1、定時器配置

定時器的配置主要是給 ledc_timer_config_t 結(jié)構(gòu)體賦值，然后通過ledc_timer_config函數(shù)進(jìn)行對定時器設(shè)置

以下對ledc_timer_config_t 結(jié)構(gòu)體進(jìn)行說明

typedef struct {
    ledc_mode_t speed_mode; // ledc速度模式：LEDC_HIGH_SPEED_MODE和LEDC_LOW_SPEED_MODE
    union {
        ledc_timer_bit_t duty_resolution; //占空比的分分辨率
        ledc_timer_bit_t bit_num __attribute__((deprecated)); //esp-idf 3.1以上已經(jīng)使用該參數(shù)
    };
    ledc_timer_t  timer_num; //定時器編號
    uint32_t freq_hz; //pwm頻率
    ledc_clk_cfg_t clk_cfg; //時鐘源：
} ledc_timer_config_t;

例子:

// 定時器配置
ledc_timer_config_t ledcTimerConfig = {
    .speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE,
    .duty_resolution = LEDC_TIMER_13_BIT,
    .clk_cfg = LEDC_AUTO_CLK,
    .freq_hz = 5000,
    .timer_num = LEDC_TIMER_0,
};
ledc_timer_config(&ledcTimerConfig);

2、通道配置

通道的配置主要是給 ledc_channel_config_t 結(jié)構(gòu)體賦值，然后通過ledc_channel_config函數(shù)進(jìn)行通道設(shè)置。

以下對ledc_channel_config_t 結(jié)構(gòu)體進(jìn)行說明

typedef struct {
    int gpio_num;//輸出pwm的gpio口
    ledc_mode_t speed_mode// ledc速度模式：LEDC_HIGH_SPEED_MODE和LEDC_LOW_SPEED_MODE
    ledc_channel_t channel; // ledc的輸出通道：
    ledc_intr_type_t intr_type; //是否使能中斷，如果使能中斷之后,需要使用ledc_isr_register函數(shù)，進(jìn)行中斷注冊，在漸變完成之后，就會調(diào)用中斷函數(shù)
    ledc_timer_t timer_sel;//設(shè)置使用哪一個定時器，需要和ledc_timer_config_t配置的一致
    uint32_t duty;//占空比
    int hpoint;//上升沿出現(xiàn)的位置，一般設(shè)置為0，最大值為0xfffff
    struct {
        unsigned int output_invert: 1;//電平是否翻轉(zhuǎn)，1：0- >1, 0:1- >0
    } flags;

} ledc_channel_config_t;

例子:

// 通道配置
ledc_channel_config_t ledcChannelConfig = {
    .gpio_num = GPIO_NUM_14,
    .speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE,
    .channel = LEDC_CHANNEL_0,
    .intr_type = LEDC_INTR_DISABLE,
    .timer_sel = LEDC_TIMER_0,
    .duty = 0,
    .hpoint = 0,
    .flags.output_invert = 0,
};
ledc_channel_config(&ledcChannelConfig);

3、 修改占空比

ledc占空比可以通過，軟件和硬件兩個方式進(jìn)行設(shè)置。

軟件方式：主要涉及了ledc_set_duty和ledc_update_duty兩個函數(shù)，其中

ledc_set_duty：用來設(shè)置占空比

ledc_update_duty：使設(shè)置生效，

函數(shù)參數(shù)說明如下：

esp_err_t ledc_set_duty(ledc_mode_t speed_mode, ledc_channel_t channel, uint32_t duty)；
//參數(shù)：speed_mode：ledc速度模式，要和ledc_channel_config_t的speed_mode保持一致
//     channel：通道，要和ledc_channel_config_t的channel保持一致
//     duty：占空比，取值范圍：0 ~ (2^duty_resolution) - 1
    
esp_err_t ledc_update_duty(ledc_mode_t speed_mode, ledc_channel_t channel);
//參數(shù)：speed_mode：ledc速度模式，要和ledc_channel_config_t的speed_mode保持一致
//     channel：通道，要和ledc_channel_config_t的channel保持一致

硬件方式：主要涉及到了ledc_fade_func_install、ledc_set_fade_with_step、ledc_set_fade_with_time和ledc_fade_start幾個函數(shù)，其中

ledc_fade_func_install：用來使能硬件，使得硬件能夠改變占空比，

ledc_set_fade_with_step：用于設(shè)置漸變的步長

ledc_set_fade_with_time：用于設(shè)置漸變到某一個值，一般ledc_set_fade_with_step和ledc_set_fade_with_time使用其中一個即可

ledc_fade_start：開始漸變

（注意：ledc_set_fade_with_time和ledc_fade_start不是線程安全的，不要在不同的任務(wù)中同時調(diào)用這些函數(shù)來控制一個ledc通道，API的線程安全版本是ledc_set_fade_step_and_start）

函數(shù)參數(shù)說明如下：

esp_err_t ledc_fade_func_install(int intr_alloc_flags);
//參數(shù)：intr_alloc_flags：用于分配中斷的標(biāo)志，一般填0即可

esp_err_t ledc_set_fade_with_step(ledc_mode_t speed_mode, ledc_channel_t channel, uint32_t target_duty, uint32_t scale, uint32_t cycle_num);
// 參數(shù) ：speed_mode：ledc速度模式，要和ledc_channel_config_t的speed_mode保持一致
//     channel：通道，要和ledc_channel_config_t的channel保持一致
//     target_duty: 目標(biāo)占空比，取值范圍：0 ~ (2^duty_resolution) - 1
//     scale：控制增加或減少步長比例。
//     cycle_num：每cycle_num個周期增加或減少占空比

esp_err_t ledc_set_fade_with_time(ledc_mode_t speed_mode, ledc_channel_t channel, uint32_t target_duty, int max_fade_time_ms);
// 參數(shù) ：speed_mode：ledc速度模式，要和ledc_channel_config_t的speed_mode保持一致
//     channel：通道，要和ledc_channel_config_t的channel保持一致
//     target_duty: 目標(biāo)占空比，取值范圍：0 ~ (2^duty_resolution) - 1
//     max_fade_time_ms：減到目標(biāo)占空比花費的時間

esp_err_t ledc_fade_start(ledc_mode_t speed_mode, ledc_channel_t channel, ledc_fade_mode_t fade_mode);
// 參數(shù) ：speed_mode：ledc速度模式，要和ledc_channel_config_t的speed_mode保持一致
//     channel：通道，要和ledc_channel_config_t的channel保持一致
//     fade_mode: 漸變模式，阻塞（LEDC_FADE_WAIT_DONE）和非阻塞（LEDC_FADE_NO_WAIT）

2、新建工程

idf.py create-project project_led # 新建工程
cd project_led
idf.py set-target esp32c3 # 設(shè)置工程使用的芯片

2、查看原理圖確定按鍵控制引腳

3、編寫程序

本例子是使用軟件，配置占空比方式，有興趣的小伙伴可以嘗試使用硬件方式

#include 

#include 
#include 

#include 

void app_main(void) {
    // 定時器配置
    ledc_timer_config_t ledcTimerConfig = {
        .speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE,
        .duty_resolution = LEDC_TIMER_13_BIT,
        .clk_cfg = LEDC_AUTO_CLK,
        .freq_hz = 5000,
        .timer_num = LEDC_TIMER_0,
    };
    ledc_timer_config(&ledcTimerConfig);

    // 通道配置
    ledc_channel_config_t ledcChannelConfig = {
        .gpio_num = GPIO_NUM_5,
        .speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE,
        .channel = LEDC_CHANNEL_0,
        .intr_type = LEDC_INTR_DISABLE,
        .timer_sel = LEDC_TIMER_0,
        .duty = 0,
        .hpoint = 0,
        .flags.output_invert = 0,
    };
    ledc_channel_config(&ledcChannelConfig);

    float duty_num = 0;
    int der = 1;
    while (pdTRUE) {
        ledc_set_duty(LEDC_LOW_SPEED_MODE,LEDC_CHANNEL_0,(int)(8191*(duty_num/200)));
        ledc_update_duty(LEDC_LOW_SPEED_MODE,LEDC_CHANNEL_0);
        if(duty_num  == 200)
            der = 0;
        else if(duty_num  == 0)
            der = 1;
        if (der == 1)
            duty_num +=1;
        else
            duty_num -=1;
        vTaskDelay(10/portTICK_PERIOD_MS);

    }
}

4、編譯下載

#編譯
idf.py build
#燒錄以及查看日志，使用ctrl+] 可以退出監(jiān)視窗口
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash monitor

審核編輯：湯梓紅