📚 课程目录第3章 PWM呼吸灯

3. PWM呼吸灯

任务目标

使用ESP32内置的LEDC（LED Control）PWM外设，驱动一个普通LED实现亮度从暗到亮、再从亮到暗的周期性渐变，即呼吸灯效果。通过本案例掌握ESP32模拟输出的核心配置方法：PWM通道分配、频率与分辨率设置、占空比更新方式。

所需硬件与接线

ESP32开发板（如ESP32-DevKitC）
LED一个（推荐蓝色或白色，正向压降约2.8~3.2V）
限流电阻一个（220Ω～330Ω）
面包板与跳线若干

接线方式：将LED阳极（长脚）串联限流电阻后连接至GPIO2，LED阴极（短脚）连接GND。GPIO2为ESP32板载LED常用引脚，也可换用其他空闲GPIO并在代码中同步修改。

完整代码

#include <Arduino.h>

// 引脚与PWM配置
const int ledPin = 2;        // LED连接GPIO2
const int pwmChannel = 0;    // LEDC通道0
const int pwmFreq = 5000;    // PWM频率5kHz（高于人耳可闻范围，避免啸叫）
const int pwmResolution = 8; // 8位分辨率，占空比范围0~255
const int maxBrightness = 255;
const int stepDelay = 10;    // 每级亮度间隔10ms，完整周期约5.1秒

void setup() {
    // 配置LEDC通道：通道号、频率、分辨率
    ledcSetup(pwmChannel, pwmFreq, pwmResolution);
    // 将GPIO2绑定到该PWM通道
    ledcAttachPin(ledPin, pwmChannel);
}

void loop() {
    // 渐亮：占空比从0递增到255
    for (int duty = 0; duty <= maxBrightness; duty++) {
        ledcWrite(pwmChannel, duty);
        delay(stepDelay);
    }
    // 渐暗：占空比从255递减到0
    for (int duty = maxBrightness; duty >= 0; duty--) {
        ledcWrite(pwmChannel, duty);
        delay(stepDelay);
    }
}

编译与烧录

在Arduino IDE中，选择开发板为“ESP32 Dev Module”（或对应具体型号）。
确认USB驱动已安装，并在“工具→端口”中选择正确的串口号。
将上述代码粘贴到编辑器，点击“上传”按钮完成编译与烧录。

验证方法

烧录成功后，观察LED亮度变化：应看到LED从完全熄灭状态平滑地逐渐变亮至最亮，再平滑地逐渐变暗至熄灭，如此循环往复。单个完整周期（亮→暗→亮）约5.1秒。若LED亮度跳变明显而非平滑过渡，可检查PWM频率是否设置过低（建议不低于1kHz）或分辨率是否过小（建议8位以上）。若LED完全不亮，请检查GPIO2接线极性及限流电阻是否接在阳极一侧。

关键说明

ESP32的LEDC外设支持16个独立通道（0~15），可自由分配给任意GPIO。本案例使用8位分辨率，占空比调节步长为1/256，肉眼观察到的亮度变化已足够平滑。若需更细腻的渐变效果，可将分辨率提高至10位或12位，同时将maxBrightness改为对应最大值（1023或4095），并相应减小stepDelay以保持周期时长不变。注意提高分辨率后，PWM频率上限会相应降低（ESP32的PWM时钟源频率固定为80MHz，分辨率每增加1位，最高频率减半）。