今天我们使用ESP32自带的LEDC外设制作一个LED呼吸灯

前言

LEDC是ESP32为我们提供的一个控制LED的外设，（以下摘自乐鑫esp-idf编程指南）LED 控制模块主要用于控制 LED 的强度，虽然它也可以用于其他用途产生 PWM 信号。它有16个通道，可以产生独立的波形，可以用来驱动例如 RGB LED 设备。为了获得最大的灵活性，可以从四个高速/低速定时器之一驱动高速和低速通道。PWM 控制器还具有能力自动增加或减少占空比逐渐，允许淡出没有任何处理器干扰。总的来说，就是我们不需要像STM32那样去使用定时器的PWM输出功能来控制LED，感觉上是更方便了吧，实际上原理差不多。

废话不多说，开干

一、呼吸灯是什么

简单的来说就是通过改变阳极的电压大小从而改变LED的亮度，使它的亮度变化频率接近人的呼吸频率，那么改变阳极的电压大小有两种控制方式，第一种是通过DAC将数字量输出模拟量，改变模拟量的大小，就可以控制LED的亮灭程度；第二种方法呢就是我们在电力电子技术中学习到过的PWM（脉冲宽度调制技术），简单的改变PWM的频率或者脉宽，也可以达到控制输出电压变化的效果，这里我们采用固定频率改变脉宽的方法。

二、首先我们在Blink实例的基础上建立工程

我使用的是ESP-TOOL工具链+VS2017+VisualGDB，建立工程和点亮LED的方法在链接: [ESP32]学习笔记02.这里我就使用之前建立的工程编写代码了

1.引入库添加宏定义

要使用LEDC这个外设首先我们要引入它相关的头文件

#include "driver/ledc.h"

我们加入一些宏定义如下：

#define LEDC_LS_TIMER        LEDC_TIMER_0
#define LEDC_LS_MODE        LEDC_LOW_SPEED_MODE
#define LEDC_LS_CH0_GPIO    (17)
#define LEDC_LS_CH0_CHANNEL LEDC_CHANNEL_0

可以看到这些宏定义分别是：定时器、模式、引脚号、通道；在这里使用低速模式的原因我们可以参考ESP-IDF所提供的示例代码：

#elif CONFIG_IDF_TARGET_ESP32S2 || CONFIG_IDF_TARGET_ESP32C3{.channel    = LEDC_LS_CH0_CHANNEL,.duty       = 0,.gpio_num   = LEDC_LS_CH0_GPIO,.speed_mode = LEDC_LS_MODE,.hpoint     = 0,.timer_sel  = LEDC_LS_TIMER},{.channel    = LEDC_LS_CH1_CHANNEL,.duty       = 0,.gpio_num   = LEDC_LS_CH1_GPIO,.speed_mode = LEDC_LS_MODE,.hpoint     = 0,.timer_sel  = LEDC_LS_TIMER},

可以看到示例代码中的条件编译，这里我使用的是ESP32-S2的模组，那么S2和RISC-V架构的C3模组都是配置的低速模式，我们这里参考示例配置就行，如果你使用的是ESP32模组，那么可以使用高速模式；
接下来我们先配置好LEDC外设的通道：

ledc_channel_config_t LEDC_BLUE_CFG = { .channel = LEDC_CHANNEL_0,.duty = 0,.gpio_num = LEDC_LS_CH0_GPIO,.speed_mode = LEDC_LS_MODE,.hpoint = 0,.timer_sel = LEDC_LS_TIMER
};

这里给声明的结构体变量赋值，若不设置为全局变量，请编写函数提供可调用结构体成员的接口，后续我们改变占空比时会使用到这个声明的结构体变量；
接下来编写初始化函数和修改占空比的函数：

void LEDC_TIMER_Init(void)
{const ledc_timer_config_t ledc_timer_configstructure = { .duty_resolution = LEDC_TIMER_8_BIT,.freq_hz = 5000,.speed_mode = LEDC_LS_MODE,.timer_num = LEDC_LS_TIMER,.clk_cfg = LEDC_AUTO_CLK};ledc_timer_config(&ledc_timer_configstructure);
}
void LEDC_Init(void)
{LEDC_TIMER_Init();ledc_channel_config(&LEDC_BLUE_CFG);ledc_fade_func_install(0);
}
void LEDC_Set_Duty(uint8_t duty)
{ledc_set_duty(LEDC_BLUE_CFG.speed_mode, LEDC_BLUE_CFG.channel, duty);ledc_update_duty(LEDC_BLUE_CFG.speed_mode, LEDC_BLUE_CFG.channel);
}

可以看到，这里我提供了一个可以修改占空比的接口，这样我们就可以通过调用这个函数而不用调用之前声明的结构体变量来修改占空比了。

2.修改主函数

代码如下：

 int i = 0;LEDC_Init();while (1){for (; i < 240; i++){LEDC_Set_Duty(i);usleep(5000);}for (; i > 0; i--){LEDC_Set_Duty(i);usleep(5000);}}

可以看到这里我使用的是usleep做延时函数，每个单位表示延时1微秒，那么这里的写入的5000参数表示延时5ms，相比freertos提供的vtaskdelay函数只能提供毫秒级延时，usleep可以提供微秒级延时，这对于后面我们操作其他传感器总线写时序帮助很大，使用usleep函数记得包含头文件：

#include "unistd.h"

最后我们看一下呼吸灯的效果

ps：此底板是我自己制作的，可将乐鑫ESP32-S2-Saola-1开发板直接插上使用；

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