一起玩儿物联网人工智能小车（ESP32）——22. 用ESP32的LED PWM控制器给TT马达调速（C & MicroPython）

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摘要：本文主要介绍如何使用Mixly实现PWM波形的输出。

下面就先用Mixly实现PWM波形的输出。首先打开Mixly软件，这次还是先使用C语言来实现。如果你有示波器，或者逻辑分析仪，可以先用这两种仪器看一下输出的波形。我在这里的程序设置输出3路PWM信号，频率是10KHz，占空比分别是25%、50%和75%。使用的PWM占空比分辨率为12位，绑定的通道为0、1和2，使用的GPIO的输出端口为25、26、27。因为这个只需要设置一次，就会不停的输出PWM波形，因此，先到“控制”功能模块区找到“初始化”功能模块，然后再到“输入/输出”功能模块区找到PWM波形输出功能，然后按照上面的描述配置相应的参数，配置完成后，如下图所示：

然后，将ESP32的25、26、27引脚分别连接到逻辑分析仪的CH1、CH2和CH3，采样之后的PWM波形图如下图所示。

逻辑分析仪的通道1、通道2和通道3分别显示了频率为10kHz，占空比为25%、50%和75%的PWM信号，这证明我们的程序是没有任何问题的，成功实现了PWM信号的输出。

接下来看一下Mixly生成程序的源代码吧。如下所示：

void setup(){   ledcSetup(0, 10000, 12);   ledcAttachPin(25, 0);   ledcSetup(1, 10000, 12);   ledcAttachPin(26, 1);   ledcSetup(2, 10000, 12);   ledcAttachPin(27, 2);   ledcWrite(0, 1024);   ledcWrite(1, 2048);   ledcWrite(2, 3072); } void loop(){ }

在源代码中可以看到：

ledcSetup()函数实现了LEDC控制器的初始化设置。这个函数有三个参数，第一个参数为使用的通道，第二个参数为PWM波形的频率，第三个参数为PWM波形的占空比分辨率。

ledcAttachPin()函数实现了GPIO引脚与LEDC通道的绑定，确定引脚与通道的对应关系。

ledcWrite()函数用于设置通道输出的占空比，第一个参数为通道号，第二个参数为占空比。注意这个占空比的取值不是0~100，而是和占空比分辨率相关，对应的是高电平脉冲的数量。对于12位占空比分辨率来说，这个比率的取值范围在0~4096（2的12次方）之间。

接下来就可以将程序中PWM通道绑定的GPIO引脚切换为控制智能小车运动的8个ESP32引脚了。一次可以输出4路PWM信号，分别绑定到4个轮子的一个驱动端上，可以设置成不同的占空比，看看这4个轮子的转速是不是就有区别了啊？这样就实现了最简单的用PWM波形控制智能小车行驶速度的目的了。

前面介绍了用Mixly生成C语言代码来产生PWM波的方法。接下来介绍一下如何使用MicroPython来实现相同的功能，这两者在实现上是有着一些差别的。所以，下面再来详细介绍一下，首先打开Mixly，选择Python ESP32。

在Mixly的Python开发环境中，默认所有的代码都执行一次，这与C语言的环境是不同的，在C语言中，setup()函数中的代码在启动阶段被执行一次，而loop()函数则会被循环调用。在Python中，如果想实现循环调用，则需要靠自己编写循环的逻辑代码来实现，这一点差别要知晓。

在Python的例子中，只以一个引脚为例，实现一路PWM信号的输出。这个功能需要使用3个功能控件，它们都在“输入/输出”功能模块中。首先，是“初始化PWM模拟输出”功能，在这个功能中，需要指定输出PWM信号的引脚，在管脚中输入25。第二步，将PWM输出的频率设置为10000，最后设置PWM输出的占空比为32768（50%）。在这里需要注意的就是占空比的设置值是在0~65535之间，不再和占空比分辨率这个参数相关，Python进行了统一的转换处理。这样处理的好处是开发者不用关注底层的细节了，Python将其转换为了统一的设置区间，相当于标准化了。而缺点也是显而易见的，这样处理势必增加了一些额外的工作量，会导致机器执行效率的下降。想想之前的ADC是不是也存在同样的处理？

这三个功能设置好的样子如下图所示。

这些功能对应的程序源代码为：

import machine pwm25 = machine.PWM(machine.Pin(25)) pwm25.freq(10000) pwm25.duty_u16(32768)

在这段代码中，首先是生成一个PWM对象的实例pwm25，生成这个对象实例的参数则为输出PWM波形的引脚对象。然后是PWM对象调用其freq()方法来设置PWM波形的频率。最后是duty_u16()方法来设置占空比，这个方法的后缀u16就表示要在2的16次方的范围内进行设置。如果在Tonny IDE中采用编码来开发，则还有别的设置方法。