關于ESP32PWM的簡要說明

ESP32 SoC 滿載了非常有用的外設，PWM 就是其中之一。是的。ESP32 的芯片中有一個專用的 PWM 硬件模塊。脈寬調制或簡稱PWM是一種成熟且廣泛使用的供電技術。

您可以使用 ESP32 的 PWM 來驅動 LED、電機（普通直流電機和無刷電機）和智能燈。ESP32 中的 PWM 控制器由兩個主要子模塊組成：LED 控制或 LEDC 外設和電機控制脈寬調制器或 MCPWM 外設。

盡管我們將 ESP32 中的 PWM 演示限制為衰落 LED，但最好了解一下 ESP32 中帶有輸入捕獲模塊的電機控制 PWM （MCPWM） 模塊。

如果您曾經使用過無刷直流 （BLDC） 電機，您就會意識到感測轉子位置（使用霍爾效應傳感器）對于精確速度控制的重要性。

ESP32發光二極管（LEDC）

ESP32 的 LEDC 外設由 16 個能夠生成獨立波形的 PWM 通道組成，主要用于 RGB LED 控制，但也可用于其他用途。

關于 ESP32 中的 LED PWM 控制器，您應該注意幾個有趣的點。

16 個獨立的 PWM 通道，分為兩組，每組 8 個通道。

1 位和 16 位之間的可編程分辨率。

PWM波的頻率取決于PWM的分辨率。

自動增加/減少占空比，無需處理器干預。

配置ESP32的PWM通道

你還記得Arduino編程中的'analogWrite（）'函數嗎？它是負責在Arduino UNO（和其他“Arduino”板）中生成PWM的功能。

由于 ESP32 的 LED PWM 中的幾乎所有內容都是用戶可配置的（通道、分辨率和頻率），因此我們將使用一組不同的（專用）函數來配置 ESP32 中的 PWM，而不是使用“analogWrite（）”功能。

以下是驅動程序公開的所有 LEDC API 的列表。這些函數是為 ESP32 的 Arduino IDE 端口編寫的。

ledcSetup（頻道、頻率、resolution_bits）;

ledcAttachPin（pin， channel）;

ledcWrite（channel， Occupational cycle）;

ledcRead（channel）;

ledcWriteTone（通道，頻率）;

ledcWriteNote（channel， note， octave）;

ledcReadFreq（channel）;

ledcDetachPin（pin）;

在 8 個函數中，我們將專注于前三個，因為它們對于生成 PWM 更有用（也是最低要求）。

在 ESP32 中配置 PWM 通道時需要記住的幾個要點：

由于有 16 個 PWM 通道，“channel”參數采用 0 到 15 之間的任何值。

接下來是PWM信號的頻率。您可以根據需要設置頻率，例如 1 KHz、5 KHz、8 KHz 和 10 KHz。

PWM 的分辨率也是可配置的，ESP32 PWM 可以編程在 1 位到 16 位分辨率之間的任何位置。

PWM頻率和分辨率成反比，并且取決于時鐘源。因此，在選擇頻率和分辨率值時要小心。

最后，為PWM輸出分配一個GPIO引腳。您可以分配任何 GPIO 引腳，但在分配時要小心（不要使用已經使用的 GPIO 引腳，如 UART、SPI 等）。

下表顯示了幾種常用的PWM頻率和分辨率。

在ESP32中使用PWM的LED衰落

隨著 ESP32 中 PWM 的所有必要信息的發布，我們現在可以繼續實施我們的第一個項目 ESP32 PWM 使 LED 褪色。這是一個非常簡單的項目，連接到 ESP32 GPIO 引腳的 LED 的亮度會逐漸反復增加和減少。[面向初學者的 ESP32 項目]

這個項目更多的是了解 LEDC 的功能：ledcSetup、ledcAttachPin 和 ledcWrite，以及如何在 ESP32 中生成 PWM，而不是衰落的 LED 本身。

所需組件

ESP32 開發套件開發板

3 個 5 毫米發光二極管

?220Ω電阻

3 x 5KΩ 電位計

面包板

連接線

微型 USB 連接線

電路圖

下圖顯示了使用 ESP32 PWM 控制器淡入 LED 淡入淡出的連接。

法典

您可以使用任何 GPIO 引腳來輸出 PWM 信號。所以，我正在使用GPIO 16，這也是UART2 RX引腳。接下來，我們必須使用“ledcSetup”功能設置LEDC通道。第一個參數是通道。0 到 15 之間的任何值都可以作為通道給出。

下一個參數是頻率。您可以提供任何頻率，但為了方便起見，我將頻率設置5KHz。此外，您必須設置PWM的分辨率。此值必須是介于1和 16之間的數字。我選擇了10位分辨率。

有關其余設置，請參閱以下代碼，其中我注釋了重要行。

注意：您可以將多個 GPIO 引腳連接到同一個LEDC PWM 通道。如果這樣做，所有 GPIO 引腳將共享通道的屬性（分辨率和頻率）。

帶ADC的ESP32脈寬調制器

ESP32 中 PWM 的一個重要特點是所有16個通道都可以獨立配置，即每個通道都可以有自己的分辨率和頻率。為了演示這一點，我們利用ADC外設，通過轉動電位計獨立調整三個不同LEDC PWM通道的占空比。

三個 5KΩ 電位器連接到 ESP32 的三個 ADC 輸入引腳。根據ADC的輸出，我們將設置三個PWM通道的占空比，這些通道配置了不同的參數。

為了便于理解，我將三個 LED：紅色、綠色和藍色連接到三個 GPIO 引腳。這三個GPIO引腳連接到三個不同的LEDC PWM通道，每個通道都使用自己的頻率和分辨率進行初始化。

要記住的另一個重要點是 ESP32 的 ADC 分辨率為 12 位。因此，我們必須仔細地將其映射到PWM分辨率，以獲得全方位的控制。

電路圖

下圖顯示了使用ADC（電位計）調整PWM通道占空比的連接。

法典

結論

有關 ESP32 PWM 外設的完整教程。您學習了如何在 ESP32 中使用 PWM 來淡入 LED 的淡入淡出，如何配置 PWM 通道、設置頻率和分辨率。您還學習了如何獨立配置 ESP32 中的 PWM 通道。