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玩转ESP32 PWM输出，制作炫酷呼吸灯效果

article 2024/11/15 6:50:25

文章目录

什么是PWM
软硬件使用
ESP32实现PWM输出
代码讲解
结语

什么是PWM

PWM（Pulse Width Modulation）是一种常用的模拟信号产生技术，它通过对一个定时器的计数值进行调整来改变输出信号的占空比，从而控制输出信号的平均电压值，实现对电子元件的精确控制。

ESP32共拥有16个PWM通道，每个通道都可以设置不同的频率和分辨率。在使用PWM功能之前，需要先对相应的GPIO引脚进行初始化，并选择相应的PWM通道进行配置，然后才能通过修改PWM占空比来控制引脚输出的电信号。
在这里插入图片描述

软硬件使用

软件：arduino2.0.4
硬件：ESP32-WROOM-32E

ESP32实现PWM输出

呼吸灯是一种常见的LED特效，它可以让LED的亮度逐渐增加和减少，营造出一种类似于人呼吸的效果。下面是一个使用ESP32 PWM实现呼吸灯效果的示例代码

#include "esp32-hal-timer.h"

#define LED_PIN 18          // 设置LED连接的GPIO引脚
#define LED_CHANNEL 0      // 设置PWM通道号
#define LED_RESOLUTION 8   // 设置PWM分辨率（位数）
#define delay_time 3       // 延时时间

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  ledcSetup(LED_CHANNEL, 5000, LED_RESOLUTION);   // 配置PWM通道
  ledcAttachPin(LED_PIN, LED_CHANNEL);             // 将PWM通道连接到LED引脚
  Serial.println("初始化完成");
}

void loop() {
  // 呼吸灯效果：逐渐增加和减少占空比
  for (int duty = 0; duty < 255; duty++) {
    ledcWrite(LED_CHANNEL, duty);          // 增加亮度
    delay(delay_time);
  }
  for (int duty = 255; duty > 0; duty--) {
    ledcWrite(LED_CHANNEL, duty);          // 减少亮度
    delay(delay_time);
  }
}

示例中使用 ledcSetup 函数配置了一个 PWM 通道（LED_CHANNEL），并将它连接到一个GPIO引脚（LED_PIN）。然后，我们在 loop() 中使用循环来逐渐增加和减少PWM占空比，从而实现呼吸灯的效果。

除了基本的呼吸灯效果外，我们还可以制作更炫酷的呼吸灯效果。下面是一个使用ESP32的定时器和中断功能制作呼吸灯效果的示例代码：

#include "esp32-hal-timer.h"

#define LED_PIN 12          // 设置LED1连接的GPIO18引脚
#define LED_PIN2 13          // 设置LED2连接的GPIO19引脚
#define LED_CHANNEL 0      // 设置LED1 PWM通道号
#define LED_CHANNEL2 1      // 设置LED2 PWM通道号
#define LED_RESOLUTION 8   // 设置PWM分辨率（位数）
#define delay_time 3
#define set_time   3
hw_timer_t *timer = NULL;

void IRAM_ATTR onTimer() {
  static uint32_t duty = 255;
  static bool isIncreasing = false;
  // 更新占空比
  if (isIncreasing) {
    duty++;
    if (duty >= 255) {
      isIncreasing = false;
    }
  } else {
    duty--;
    if (duty <= 0) {
      isIncreasing = true;
    }
  }
  // 更改PWM占空比
  ledcWrite(LED_CHANNEL, duty);
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  ledcSetup(LED_CHANNEL, 5000, LED_RESOLUTION);           // 配置PWM通道0
  ledcSetup(LED_CHANNEL2, 5000, LED_RESOLUTION);           // 配置PWM通道1
  ledcAttachPin(LED_PIN, LED_CHANNEL);                     // 将PWM通道连接到LED引脚
  ledcAttachPin(LED_PIN2, LED_CHANNEL2);

  timer = timerBegin(0, 80, true);            // 设置计时器0，预分频80，countUp为true
  timerAttachInterrupt(timer, onTimer, true);             // 将定时器0连接到onTimer函数
  timerAlarmWrite(timer, set_time * 1000, true);                        // 设置定时器报警时间为 set_time ms，重复报警
  timerAlarmEnable(timer);     
  Serial.println("初始化完成");                       
}

void loop() {
  // 呼吸灯效果：逐渐增加和减少占空比
  for (int duty = 0; duty < 255; duty++) {
    ledcWrite(LED_CHANNEL2, duty);         // 增加亮度
    delay(delay_time);
  }
  for (int duty = 255; duty > 0; duty--) {
    ledcWrite(LED_CHANNEL2, duty);         // 减少亮度
    delay(delay_time);
  }
}