ESP32: Генерация ШИМ на основе таймера (без LEDC)

В ESP32 есть несколько способов организовать широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Чаще всего применяется встроенный модуль LEDC, который позволяет гибко управлять частотой, разрешением и каналами. Однако, при необходимости можно реализовать ШИМ и с помощью аппаратных таймеров, без использования LEDC. Такой подход даёт полный контроль над процессом генерации и позволяет лучше понять внутреннюю работу контроллера.

Настройка таймера для ШИМ

Принцип заключается в том, что мы используем аппаратный таймер ESP32 для генерации прерываний через заданный интервал времени. В обработчике прерывания мы переключаем состояние GPIO (HIGH/LOW), тем самым формируя импульсы с заданным коэффициентом заполнения (duty cycle).

Пример: генерация ШИМ с частотой 1 кГц и скважностью 50%


hw_timer_t *timer = NULL;
volatile bool state = false;

const int pwmPin = 25; // GPIO для ШИМ
const int pwmFreq = 1000; // 1 кГц
const int dutyCycle = 50; // 50%

unsigned long period_us;
unsigned long highTime_us;
unsigned long lowTime_us;

void IRAM_ATTR onTimer() {
  static unsigned long counter = 0;
  counter++;
  
  if (counter <= highTime_us) {
    digitalWrite(pwmPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(pwmPin, LOW);
  }
  
  if (counter >= period_us) {
    counter = 0;
  }
}

void setup() {
  pinMode(pwmPin, OUTPUT);

  period_us = 1000000 / pwmFreq;
  highTime_us = period_us * dutyCycle / 100;
  lowTime_us = period_us - highTime_us;

  timer = timerBegin(0, 80, true); // делитель 80 → 1 мкс/тик
  timerAttachInterrupt(timer, &onTimer, true);
  timerAlarmWrite(timer, 1, true); // тик каждую 1 мкс
  timerAlarmEnable(timer);
}

void loop() {
  // Основной код может выполняться параллельно
}

Как работает код: Таймер запускается с шагом 1 мкс. В обработчике прерывания счётчик отсчитывает длительность HIGH и LOW-состояния. Таким образом формируется сигнал ШИМ с заданной частотой и скважностью.

Сравнение с LEDC

  • LEDC: встроенный модуль ШИМ, до 16 каналов, удобный API, поддержка частот от 1 Гц до 40 МГц, разрешение до 20 бит.
  • Таймеры: позволяют полностью контролировать генерацию импульсов, но требуют больше кода и ресурсов, доступны только 4 аппаратных таймера.
  • Вывод: LEDC предпочтительнее для большинства задач (LED, моторы, аудио), но таймеры полезны для обучения, нестандартных задач или при необходимости особого контроля над временем.

Заключение

Генерация ШИМ с помощью аппаратных таймеров ESP32 — это мощный инструмент для глубокого понимания работы контроллера. Такой подход может быть полезен для нестандартных проектов или экспериментов с точным управлением временем, но в большинстве случаев лучше использовать встроенный модуль LEDC.

<< Проекты << Все товары >> Статьи, уроки >>

Написать отзыв

Примечание: HTML разметка не поддерживается! Используйте обычный текст.
    Плохо           Хорошо
Шарниры под вращающуюся ось 8, 10мм 2шт.

Шарниры под вращающуюся ось 8, 10мм 2шт.

Такие шарниры предназначены для крепления оси червячной передачи на любой из трёх осей перемещения р..

164.87грн.

Блок питания 12 В 5 А ноутбучный

Блок питания 12 В 5 А ноутбучный

Входное напряжение переменного тока 165...240 В 50/60 ГцВыходное стабилизированное напряжение 12 ВМа..

290.18грн.

Электронный термостат на нагрев или охлаждение

Электронный термостат на нагрев или охлаждение

ОписаниеПрограммируемый терморегулятор предназначен для контроля температуры в диапазоне от -50 °С д..

186.45грн.

Винт М2,5х14мм нержавейка

Винт М2,5х14мм нержавейка

Винт из нержавейки с резьбой М2,5 для крепления элементов любительских проектовДлина резьбы 14 мм..

1.11грн.

Модуль Bluetooth SPP-C

Модуль Bluetooth SPP-C

Протокол связи : Bluetooth спецификация v2.1+EDRРадиус действия : до 10 метров (уровень мощности 2)Н..

112.48грн.

Рекомендуемые товары

ESP32: Высокоточные измерения сигналов с помощью таймеров

ESP32: Высокоточные измерения сигналов с помощью таймеров

ESP32: Высокоточные измерения сигналов с помощью таймеров ESP32 оснащён мощными аппаратными тайме..

0.00грн.