利用ESP32 PWM信号控制LED的亮度

在本教程中，我们将讨论ESP32 开发板的 PWM（脉冲宽度调制）引脚。ESP32 开发板的所有 GPIO 引脚（Power、GND、Tx、Rx 和 EN 除外）均可用于获取 PWM 信号。作为ESP32 PWM 示例，我们将构建一个简单的电路，根据 PWM 信号改变 LED 亮度。

所需组件

ESP32

引领

330Ω电阻

10k 锅

面包板

PWM 生成

在解释 ESP32 上的 PWM 生成之前，让我们讨论一些与 PWM 相关的术语。

TON（开启时间）：信号为高电平的持续时间。

TOFF（关闭时间）：信号为低电平的持续时间。

周期：它是 PWM 信号的开启时间和关闭时间的总和。

TotalPeriod = T ON + T OFF

占空比：在 PWM 信号周期内信号为高电平的时间百分比。

占空比 = T ON /T总计* 100

例如，如果一个总周期为 10ms 的脉冲保持 ON（高）5ms。然后，占空比将是：

占空比 = 5/10 * 100 = 50% 占空比

PWM的频率：PWM 信号的频率决定了 PWM 完成一个周期的速度。一个周期是完成一个 PWM 信号的 ON 和 OFF，如上图所示。

ESP32 上的 PWM 生成

在Arduino和 NodeMCU 中，我们使用模拟写入（）函数将 0 到 254 之间的值“写入”到 LED 引脚。但是ESP32开发板不支持analogWrite（）函数。所以我们将使用另一个函数而不是analogWrite（），即ledcWrite（）函数。ledcWrite （）与analogWrite（）非常相似。它还需要两个参数：我们想要“写入”PWM 值的 PWM 通道和我们想要写入所选通道的 PWM 值。ESP32 有 16 个 PWM 通道，您可以使用任何 GPIO 来生成 PWM 输出。ESP32 提供了三个函数来分配一个 PWM 通道到一个引脚，以及配置 PWM 信号的分辨率、频率和占空比。这些功能是：

ledcAttachPin（gpio， channel）

ledcSetup（channel， frequency， resolution）

ledcWrite（channel， dutycycle）

电路原理图

ESP32 PWM的电路图如下所示。

该电路包含一个 LED、一个电阻器和一个 10K 电位器。LED 的负极通过一个 330 Ω 的电阻连接到 ESP32 的 GND。您可以使用 230 Ω 和 500 Ω 之间的任何电阻值。将 LED 正极引脚连接到 GPIO 16，将 Pot 的信号引脚连接到 ESP32 的 ADC1 （VP） 引脚。

ESP32 PWM 代码说明

完整的代码在页面末尾给出。

此代码不需要任何库，因此通过定义引脚开始您的代码，LED 连接到。就我而言，我使用 GPIO 16 连接 LED。

常量 int ledPin = 16; // 16对应GPIO16

之后，在下一行设置 PWM 信号属性。我将 PWM 频率设置为 9000，分辨率设置为 10，您可以更改它以生成不同的 PWM 信号。ESP32 板支持从 1 位到 16 位的 PWM 分辨率。您还需要选择一个 PWM 通道。ESP32 共有 16 个（0 到 15）个 PWM 通道。

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

现在在void setup()函数中，使用ledcSetup()函数使用您之前设置的属性配置 LED PWM。在下一行中，定义连接 LED 的 GPIO 引脚。ledcAttachPin()函数用于定义 GPIO 引脚和生成信号的通道。在我的例子中，我使用了 GPIO 16 的 ledPin 和对应于通道 0 的 ledChannel。

无效设置（）{
  序列号.开始（9600）；
  ledcSetup(ledChannel, 频率, 分辨率);
  ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);
}

在void 循环中，读取连接 Pot 的模拟引脚并将读数存储在名为’dutyCycle’的变量中。LED 亮度会随着电位器的旋转而增加或减少。ledcWrite()与analogWrite()非常相似。

无效循环（）{
   dutyCycle = 模拟读取（A0）；
   ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
   延迟（15）；
  }

测试 ESP32 PWM 信号

要测试 ESP32 PWM 信号，请按照电路图连接 LED 和电位器，然后将代码上传到您的 ESP32。确保您选择了正确的板和 COM 端口。现在旋转电位器来增加或减少 LED 亮度。

常量 int ledPin = 16; // 16对应GPIO16
uint16_t 占空比；
// 设置 PWM 属性
常量 int 频率 = 15000;
常量 int ledChannel = 0;
常量 int 分辨率 = 13;
无效设置（）{
序列号.开始（9600）；
// 配置 LED PWM 功能
ledcSetup(ledChannel, 频率, 分辨率);
// 将通道附加到要控制的 GPIO
ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);
}
无效循环（）{
dutyCycle = 模拟读取（A0）；
Serial.print(dutyCycle);
// 使用 PWM 改变 LED 亮度
ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
延迟（15）；
}