ESP32-C3入门教程 基础篇（七、LEDC — LED PWM 控制器）

矜辰所致
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测试第7课，补一补基本的PWM控制器的测试。
说明一下，ESP32-C3没有MCPWM硬件，所以测试只有LEDPWM，
如果想用ESP32-C3控制电机，可以考虑使用 RMT，后期有机会测试一下。

前言

今天的测试在开发板上需要用到的东西比较简单，只需要使用到 用户 LED，如下图：

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1、LED PWM控制器基础介绍

1.1 基本介绍

ESP32­C3 技术参考手册 在第 26章： LED PWM 控制器（LEDC）

图片.png

PWM的基础知识不过多介绍，用一张资料中的截图表示：

图片.png

关于PWM的渐变，是通过改变Lpointn的值，开启了占空比渐变，Lpointn的值会在计数器溢出固定次数后（可配置）递增或递减（可配置），渐变值也可以配置：

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1.2 使用步骤

老子样子，看一下PWM的使用步骤，根据示例代码分析一下就可以测试了：

在这里插入图片描述

1、配置定时器，使用 ledc_timer_config函数，参数为ledc_timer_config_t结构体：

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在示例中，有如下配置：

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注意：PWM 频率越高，占空比分辨率越低，反之则越高。对应关系如下：

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2、 配置通道ledc_channel_config，参数为ledc_channel_config_t结构体：

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在示例中，有如下配置，选取一个通道为例 ：

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注意一下，ESP32-C3只有6个通道：

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3、完成上述配置后，就可以通过对应的操作控制LED渐变，这里可以使用软件，也可以使用硬件，硬件渐变不需要额外的干涉，使用ledc_fade_func_install(0);使能即可：

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在示例程序中的代码如下：

图片.png

2、LED PWM示例测试

在官方例程中，我们参考的示例程序为ledc：

图片.png

2.1 基础测试

对于官方的例程，使用到了4路输出，但是我们的板子上并没有这么多IO用于控制LED灯，而且例程使用了一些宏定义，所以针对我们的板子上只有一个LED的IO口 GPIO1 ，只有一个LED灯，我们把例程改简单点，也更加直观， 下面直接上修改的代码：

void app_main(void)
{
    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_LOW_SPEED_MODE,           // timer mode
        .timer_num = LEDC_TIMER_0,            // timer index
        .clk_cfg = LEDC_AUTO_CLK,              // Auto select the source clock
    };
    ledc_timer_config(&ledc_timer);

    ledc_channel_config_t ledc_channel= {
        .channel    = LEDC_CHANNEL_1,
        .duty       = 0,
        .gpio_num   = 1,
        .speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE,
        .hpoint     = 0,
        .timer_sel  = LEDC_TIMER_0
    };
    ledc_channel_config(&ledc_channel);
    
    // Initialize fade service.
    ledc_fade_func_install(0);

    while (1) {
        ledc_set_fade_with_time(ledc_channel.speed_mode,ledc_channel.channel, 8000, 3000);
        ledc_fade_start(ledc_channel.speed_mode,ledc_channel.channel, LEDC_FADE_NO_WAIT);
        vTaskDelay(3000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
}

上面的例子是一个通道输出，一个LED灯，初始化的时候占空比为0，起初LED灯是最亮的，然后目标占空比为 8000（分辨率为LEDC_TIMER_13_BIT，最大值8192），设置在 3000ms 内完成渐变。

上面的例子烧录后，可以看到LED 灯在 3s 内由亮变暗，不会熄灭，需要设置为 8192 才会完全灭。

只是上面只会执行一次，那么需要每次都由亮便变灭，就需要在渐变前，把占空比设置为0，如下：

图片.png

根据上面的测试，所以一个完成的呼吸灯程序，应该是下面这样的：

图片.png

2.2 ESP32-C3 与 ESP32 LEDC的区别

为什么区别放在这里，因为这些区别都是通过示例代码测试，自己修改配置和看底层驱动判断过的。

2.2.1 通道数量

在前面基础介绍中有提到过，ESP32-C3的PWM通道只有6个， ESP32是8个。这个在 ESP32­C3 技术参考手册 中也有提到。

2.2.2 速度模式

在示例原本的程序中，我们看到如果是使用ESP32-C3，都是使用的LEDC_LOW_SPEED_MODE低速模式，我们可以看到ledc_mode_t结构体的定义：

在这里插入图片描述

在官网介绍的时候提到过 高速模式：

图片.png

但是在 ESP32­C3 技术参考手册 中没有关于高速模式的说明（我没有找到= =！），然后测试过程我试着把速度模式设置为高速：

.speed_mode = LEDC_HIGH_SPEED_MODE,           // timer mode

确实是报错了。基本说明 ESP32-C3 的PWM不支持高速模式

然后在ESP32芯片的配置文件下是能够找到定义，他确实可以使用高速通道（通过代码判断是因为代码驱动是官方提供的，肯定是根据芯片手册来写的驱动 ）：

在这里插入图片描述

在 ESP32-C3 配置文件下没有相关宏定义：

在这里插入图片描述

2.2.3 分辨率

对于分辨率结构体ledc_timer_bit_t，不同芯片也有不同支持的分辨率：

图片.png

对于目前我们使用的 ESP32-C3 而言，最大只能支持到14位：

在这里插入图片描述

而 ESP32 能够支持到20位：

图片.png

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