DIY - ESP32：ESP32 LEDC 控制模塊介紹（五十三）

DIY - ESP32：ESP32 LEDC 控制模塊介紹（五十三）：

LED 控制（LEDC）模塊主要用於控制 LED 的強度，儘管它也可用於生成 PWM（Pulse Width Modulation）信號，用於其他控制。 它有 16個通道可以產生獨立的波形，PWM 控制器還能夠逐漸自動增加或減少佔空比（Duty Cycle），允許在沒有任何處理器干擾的情況下衰減，可以用來驅動例如 RGB LED 設備和其他。所有 LEDC 通道中有一半提供高速操作模式。 該模式提供硬件實現，自動和無干擾的 PWM 佔空比改變。 另一半通道在低速模式下運行，其中變化的時刻取決於應用軟件。 每組通道也能夠使用不同的時鐘源，但 API 中未實現此功能。

ESP32 LED PWM 控制

功能概述：

• 讓 LEDC 在高速或低速模式下在特定通道上工作分三步完成：
• 配置定時器以確定 PWM 信號的頻率和數字（佔空比分辨率）。
• 通過將通道與定時器和 GPIO 相關聯來配置通道，以輸出 PWM 信號。
• 更改 PWM 信號，驅動輸出以改變 LED 的強度。 這可以在軟件的完全控制下或在硬件衰落功能的幫助下完成。
• 在可選步驟中，還可以在淡入淡出端設置中斷。

ESP32 LED PWM 架構

配置定時器（Configure Timer）：
通過調用函數 ledc_timer_config（）來完成定時器的設置。 應為此函數提供包含以下配置設置的數據結構 ledc_timer_config_t：
定時器號 ledc_timer_t 和速度模式 ledc_mode_t。
PWM 信號的頻率和 PWM佔 空比值的分辨率會發生變化。
頻率和任務分辨率是相互依賴的。 PWM 頻率越高，可提供更低的佔空比分辨率，反之亦然。 如果您計劃將此 API 用於其他改變 LED 強度的目的，這種關係可能會變得很重要。 有關更多詳細信息，請查看支持的頻率範圍和占空比分辨率。

配置頻道（Configure Channel）：
設置定時器後，下一步是配置所選通道（ledc_channel_t中的一個）。 這是通過調用函數 ledc_channel_config（）來完成的。
以類似的方式，與定時器配置類似，應為通道設置功能提供特定結構 ledc_channel_config_t，其中包含通道的配置參數。
此時，通道應開始工作，並開始生成由定時器設置和所選 GPIO 上的佔空比確定的頻率 PWM 信號，如 ledc_channel_config_t中所配置。 可以通過調用函數 ledc_stop（）隨時暫停通道操作/信號生成。

改變 PWM 信號（Change PWM Signal）：
一旦通道工作並產生恆定佔空比和頻率的 PWM 信號，有幾種方法可以改變這個信號。 在驅動 LED 時，我們主要改變了改變光強度的職責。 請參閱下面的兩部分，了解如何通過軟件或硬件衰減來更改佔空比。 如果需要，我們也可以更改信號的頻率，這將在更改 PWM 頻率部分中介紹。 

ESP32 LED PWM 高速通道框圖

LEDC 高低速模式：
LED PWM 控制器中共有 8個定時器和 16個通道，其中一半專用於高速模式，另一半專用於低速模式。選擇低速或高速“有能力”定時器或通道是通過適用的函數調用中存在的參數ledc_mode_t 來完成的。

高速模式的優點是支持 h / w，定時器設置無故障切換。這意味著如果修改了定時器設置，則在定時器的下一個溢出中斷後將自動應用更改。相反，在更新低速定時器時，應特別由軟件觸發設置更改。 LEDC API 正在“幕後”進行，例如，當調用 ledc_timer_config（）或ledc_timer_set（）時。

頻率和占空比分辨率範圍的支持：
LED PWM 控制器主要用於驅動 LED，並提供寬泛的 PWM 佔空比設置。 例如，對於 5kHz 的 PWM 頻率，最大佔空比分辨率為 13位。 這意味著佔空比可以設置在 0 到 100％ 之間，分辨率為 ~0.012％（13 ** 2 = 8192 LED 強度的離散電平）。

LEDC 可以用於以更高的頻率提供信號以對其他設備進行計時，例如， 數碼相機模塊。 在這種情況下，最大可用頻率為 40 MHz，佔空比分辨率為 1位。 這意味著稅率固定在 50％，無法調整。

API 用於在嘗試設置超出 LEDC 硬件範圍的頻率和占空比分辨率時報告錯誤。 例如，嘗試將頻率設置為 20MHz 且佔空比分辨率為 3位將導致串行監視器上報告以下錯誤。

在這種情況下，應降低佔空比分辨率或頻率。 例如，將佔空比分辨率設置為 2將解決該問題，並提供以 25％ 步長設置佔空比的可能性，即25％，50％ 或 75％。

LEDC API 還將捕獲並報告嘗試配置低於支持的最小值的頻率/任務分辨率組合，例如：通常使用 ledc_timer_bit_t 來設置佔空比分辨率。 該枚舉涵蓋 10 到 15 位的範圍。 如果需要較小的佔空比分辨率（低於 10 至 1），請直接輸入等效數值。

相關網址：
※ DIY - ESP32：ESP32 頻率產生器 Frequency Generator 電路（五十四）
※ DIY - ESP32：ESP32 頻率產生器 Frequency Generator 程式（五十五）
※ DIY - ESP32：ESP32 LEDC 控制 API 函數（五十六）
※ DIY - ESP32：ESP32 LEDC 控制 API 函數結構件及其它（五十七）

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