利用ESP32 PWM信號控制LED的亮度

在本教程中，我們將討論ESP32 開發(fā)板的 PWM（脈沖寬度調(diào)制）引腳。ESP32 開發(fā)板的所有 GPIO 引腳（Power、GND、Tx、Rx 和 EN 除外）均可用于獲取 PWM 信號。作為ESP32 PWM 示例，我們將構(gòu)建一個簡單的電路，根據(jù) PWM 信號改變 LED 亮度。

所需組件

ESP32

引領

330Ω電阻

10k 鍋

面包板

PWM 生成

在解釋 ESP32 上的 PWM 生成之前，讓我們討論一些與 PWM 相關的術語。

TON（開啟時間）：信號為高電平的持續(xù)時間。

TOFF（關閉時間）：信號為低電平的持續(xù)時間。

周期：它是 PWM 信號的開啟時間和關閉時間的總和。

TotalPeriod = T ON + T OFF

占空比：在 PWM 信號周期內(nèi)信號為高電平的時間百分比。

占空比 = T ON /T總計* 100

例如，如果一個總周期為 10ms 的脈沖保持 ON（高）5ms。然后，占空比將是：

占空比 = 5/10 * 100 = 50% 占空比

PWM的頻率：PWM 信號的頻率決定了 PWM 完成一個周期的速度。一個周期是完成一個 PWM 信號的 ON 和 OFF，如上圖所示。

ESP32 上的 PWM 生成

在Arduino和 NodeMCU 中，我們使用模擬寫入（）函數(shù)將 0 到 254 之間的值“寫入”到 LED 引腳。但是ESP32開發(fā)板不支持analogWrite（）函數(shù)。所以我們將使用另一個函數(shù)而不是analogWrite（），即ledcWrite（）函數(shù)。ledcWrite （）與analogWrite（）非常相似。它還需要兩個參數(shù)：我們想要“寫入”PWM 值的 PWM 通道和我們想要寫入所選通道的 PWM 值。ESP32 有 16 個 PWM 通道，您可以使用任何 GPIO 來生成 PWM 輸出。ESP32 提供了三個函數(shù)來分配一個 PWM 通道到一個引腳，以及配置 PWM 信號的分辨率、頻率和占空比。這些功能是：

ledcAttachPin（gpio， channel）

ledcSetup（channel， frequency， resolution）

ledcWrite（channel， dutycycle）

電路原理圖

ESP32 PWM的電路圖如下所示。

該電路包含一個 LED、一個電阻器和一個 10K 電位器。LED 的負極通過一個 330 Ω 的電阻連接到 ESP32 的 GND。您可以使用 230 Ω 和 500 Ω 之間的任何電阻值。將 LED 正極引腳連接到 GPIO 16，將 Pot 的信號引腳連接到 ESP32 的 ADC1 （VP） 引腳。

ESP32 PWM 代碼說明

完整的代碼在頁面末尾給出。

此代碼不需要任何庫，因此通過定義引腳開始您的代碼，LED 連接到。就我而言，我使用 GPIO 16 連接 LED。

常量 int ledPin = 16; // 16對應GPIO16

之后，在下一行設置 PWM 信號屬性。我將 PWM 頻率設置為 9000，分辨率設置為 10，您可以更改它以生成不同的 PWM 信號。ESP32 板支持從 1 位到 16 位的 PWM 分辨率。您還需要選擇一個 PWM 通道。ESP32 共有 16 個（0 到 15）個 PWM 通道。

常量 int 頻率 = 9000;
常量 int ledChannel = 0;
常量 int 分辨率 = 10;

現(xiàn)在在void setup()函數(shù)中，使用ledcSetup()函數(shù)使用您之前設置的屬性配置 LED PWM。在下一行中，定義連接 LED 的 GPIO 引腳。ledcAttachPin()函數(shù)用于定義 GPIO 引腳和生成信號的通道。在我的例子中，我使用了 GPIO 16 的 ledPin 和對應于通道 0 的 ledChannel。

無效設置（）{
  序列號.開始（9600）；
  ledcSetup(ledChannel, 頻率, 分辨率);
  ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);
}

在void 循環(huán)中，讀取連接 Pot 的模擬引腳并將讀數(shù)存儲在名為'dutyCycle'的變量中。LED 亮度會隨著電位器的旋轉(zhuǎn)而增加或減少。ledcWrite()與analogWrite()非常相似。

無效循環(huán)（）{
   dutyCycle = 模擬讀?。ˋ0）；
   ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
   延遲（15）；
  }

測試 ESP32 PWM 信號

要測試 ESP32 PWM 信號，請按照電路圖連接 LED 和電位器，然后將代碼上傳到您的 ESP32。確保您選擇了正確的板和 COM 端口?，F(xiàn)在旋轉(zhuǎn)電位器來增加或減少 LED 亮度。

常量 int ledPin = 16; // 16對應GPIO16
uint16_t 占空比；
// 設置 PWM 屬性
常量 int 頻率 = 15000;
常量 int ledChannel = 0;
常量 int 分辨率 = 13;
無效設置（）{
序列號.開始（9600）；
// 配置 LED PWM 功能
ledcSetup(ledChannel, 頻率, 分辨率);
// 將通道附加到要控制的 GPIO
ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);
}
無效循環(huán)（）{
dutyCycle = 模擬讀?。ˋ0）；
Serial.print(dutyCycle);
// 使用 PWM 改變 LED 亮度
ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
延遲（15）；
}