ESP32C3 LED PWM 控制器_C

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文章目录

概述
功能概览
一、程序编写
- 1.引入库
- 2.定义宏
- 2.主函数
- - 1.定时器配置
  - 2. 通道配置
  - 3.改变 PWM 信号输出
  - - 3.1 使用硬件渐变改变 PWM 信号
    - 3.2 使用软件渐变改变 PWM 信号
总结

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 6 路通道，可以产生独立的波形来驱动 RGB LED 等设备。

LED PWM 控制器可以用于生成六路独立的数字波形，具有如下特性：

波形的周期和占空比可配置，占空比精确度可达 18 位
多种时钟源选择，包括 APB 总线时钟、外置主晶振时钟
可在 Light-sleep 模式下工作
支持硬件自动步进式地增加或减少占空比，可用于 LED RGB 彩色梯度发生器

功能概览

设置 LEDC 通道分三步完成。

注意，与 ESP32 不同，ESP32-C3 仅支持设置通道为低速模式。

定时器配置指定 PWM 信号的频率和占空比分辨率。
通道配置绑定定时器和输出 PWM 信号的 GPIO。
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。

一、程序编写 1.引入库

代码如下（示例）：

#include 
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/ledc.h"
#include "esp_err.h"

2.定义宏

代码如下：

#if  CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C3

#define LEDC_LS_TIMER          LEDC_TIMER_1
#define LEDC_LS_MODE           LEDC_LOW_SPEED_MODE

#define LEDC_LS_CH0_GPIO       (12)
#define LEDC_LS_CH0_CHANNEL    LEDC_CHANNEL_0
#define LEDC_LS_CH1_GPIO       (13)
#define LEDC_LS_CH1_CHANNEL    LEDC_CHANNEL_1
#endif

#define LEDC_TEST_CH_NUM       (2)
#define LEDC_TEST_DUTY         (4000)
#define LEDC_TEST_FADE_TIME    (3000)

2.主函数 1.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：

//1.定时器配置指定 PWM 信号的频率和占空比分辨率。

/* * Prepare and set configuration of timers * that will be used by LED Controller */ ledc_timer_config_t ledc_timer = { .duty_resolution = LEDC_TIMER_13_BIT, // resolution of PWM duty .freq_hz = 5000, // frequency of PWM signal .speed_mode = LEDC_LS_MODE, // timer mode .timer_num = LEDC_LS_TIMER, // timer index .clk_cfg = LEDC_AUTO_CLK, // Auto select the source clock }; ledc_timer_config(&ledc_timer);

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。

2. 通道配置

定时器设置好后，请配置所需的通道（ledc_channel_config_t）。

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。

  //2.通道配置 绑定定时器和输出 PWM 信号的 GPIO。

    /*
     * Prepare individual configuration
     * for each channel of LED Controller
     * by selecting:
     * - controller's channel number
     * - output duty cycle, set initially to 0
     * - GPIO number where LED is connected to
     * - speed mode, either high or low
     * - timer servicing selected channel
     *   Note: if different channels use one timer,
     *         then frequency and bit_num of these channels
     *         will be the same
     */
    ledc_channel_config_t ledc_channel[LEDC_TEST_CH_NUM] = {
#if  CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C3
        {
            .channel    = LEDC_LS_CH0_CHANNEL,
            .duty       = 0,
            .gpio_num   = LEDC_LS_CH0_GPIO,
            .speed_mode = LEDC_LS_MODE,
            .hpoint     = 0,
            .timer_sel  = LEDC_LS_TIMER
        },
        {
            .channel    = LEDC_LS_CH1_CHANNEL,
            .duty       = 0,
            .gpio_num   = LEDC_LS_CH1_GPIO,
            .speed_mode = LEDC_LS_MODE,
            .hpoint     = 0,
            .timer_sel  = LEDC_LS_TIMER
        },
#endif

    };

    // Set LED Controller with previously prepared configuration
    for (ch = 0; ch < LEDC_TEST_CH_NUM; ch++) {
        ledc_channel_config(&ledc_channel[ch]);
    }

    // Initialize fade service.
    ledc_fade_func_install(0);

3.改变 PWM 信号输出 3.1 使用硬件渐变改变 PWM 信号

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。

        for (ch = 0; ch < LEDC_TEST_CH_NUM; ch++) {
           
            ledc_set_fade_with_time(ledc_channel[ch].speed_mode,
                    ledc_channel[ch].channel, LEDC_TEST_DUTY, LEDC_TEST_FADE_TIME);
            ledc_fade_start(ledc_channel[ch].speed_mode,
                    ledc_channel[ch].channel, LEDC_FADE_NO_WAIT);
        }

3.2 使用软件渐变改变 PWM 信号

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()。

ledc_set_duty()
ledc_update_duty()
ledc_get_duty()

        for (ch = 0; ch < LEDC_TEST_CH_NUM; ch++) {
            ledc_set_duty(ledc_channel[ch].speed_mode, ledc_channel[ch].channel, LEDC_TEST_DUTY);
            ledc_update_duty(ledc_channel[ch].speed_mode, ledc_channel[ch].channel);
        }