ESP32 外设驱动开发指南 (ESP-IDF框架)——GPIO篇：基础配置、外部中断与PWM（LEDC模块）应用

一、前言

        博主最近也是找到实习了，实习项目用的是 ESP32-S3，基于 esp-idf 开发，因此想写博客记录一下学习笔记。
        esp-idf 是基于 freeRTOS 的框架，里面用到的组件，以及我们的应用程序都是基于 freeRTOS 来开发的，因此我们必须掌握 freeRTOS 的用法。如果我们不深究原理，只关注于 freeRTOS 的接口使用，我们很快就能掌握。另外，因为 freeRTOS 开源免费的特性，目前大部分芯片产商做的 SDK 都是基于 freeRTOS 系统开发的，因此我们就更有理由要学习 RTOS 了。freeRTOS 可以去看我的专栏：FreeRTOS专栏，也可以去看韦东山老师的课程，尤其是内部原理，看完大有收获。

二、GPIO

2.1 GPIO简介

        GPIO 是负责控制或采集外部器件信息的外设，主要负责输入输出功能。ESP32-S3 芯片具有 45 个物理 GPIO 管脚，涵盖 GPIO0 至 GPIO21 以及 GPIO26 至 GPIO48 的广泛范围。

2.2 GPIO函数解析

        ESP-IDF 提供了丰富的 GPIO 操作函数，在 v5.x.x\esp-idf\components\esp_driver_gpio 路径下找到相关的 gpio.c 和 gpio.h 文件。在 gpio.h 头文件中，你可以找到 ESP32-S3 的所有 GPIO 函数定义。

● GPIO配置函数
        该函数用于配置 GPIO 的模式、上下拉、中断等功能，函数原型如下：

esp_err_t gpio_config(const gpio_config_t *pGPIOConfig);

        该函数的形参描述如下表所示：

        返回值：ESP_OK 表示配置成功，ESP_FAIL 表示配置失败。
        pGPIOConfig 为 GPIO 配置结构体指针，下面来看一下 gpio_config_t 结构体中的变量。

/* GPIO配置参数 */
typedef struct {
    uint64_t pin_bit_mask;        /* 配置引脚位 */
    gpio_mode_t mode;             /* 设置引脚模式 */
    gpio_pullup_t pull_up_en;     /* 设置上拉 */
    gpio_pulldown_t pull_down_en; /* 设置下拉 */
    gpio_int_type_t intr_type;    /* 中断配置 */
} gpio_config_t;

        各个参数有哪些见下表：

● 设置管脚输出电平
        该函数用于配置某个管脚输出电平，该函数原型如下所示：

esp_err_t gpio_set_level(gpio_num_t gpio_num, uint32_t level);

        该函数的形参描述如下：

        返回值：ESP_OK 表示设置成功，ESP_FAIL 表示设置失败。

● 获取管脚电平
        该函数用于获取某个管脚的电平，该函数原型如下所示：

int gpio_get_level(gpio_num_t gpio_num);

        该函数的形参描述如下：

        返回值：0 GPIO 输入电平为低电平，1 GPIO 输入电平为高电平。

2.3 LED驱动

        万物先从点灯开始，下面实现led.c及led.h两个文件。led.h负责声明LED相关的函数和变量，led.c实现LED的驱动代码。

● led.h

/* 引脚定义 */
#define LED_GPIO_PIN GPIO_NUM_1 /* LED 连接的 GPIO 端口 */

/* 引脚的输出的电平状态 */
enum GPIO_OUTPUT_STATE{
    PIN_RESET,
    PIN_SET
};

#define LED(x) do { x ? \
    gpio_set_level(LED_GPIO_PIN, PIN_SET) : \
    gpio_set_level(LED_GPIO_PIN, PIN_RESET); \
} while(0)

#define LED_TOGGLE() do { 
    gpio_set_level(LED_GPIO_PIN, !gpio_get_level(LED_GPIO_PIN)); 
} while(0) /* LED 翻转 */

/* 函数声明*/
void led_init(void); /* 初始化 LED */

        LED(x) 宏用于控制 IO1 管脚的电平状态，使用三元运算符，传入 1 设置引脚为高电平；反之，输出低电平。LED_TOGGLE() 宏，实现管脚电平翻转。

● led.c

// esp封装的库
#include "driver/gpio.h"
#include "led.h"

/**
  * @brief 初始化 LED
  * @param 无
  * @retval 无
  */
void led_init(void)
{
    gpio_config_t gpio_init_struct = {
        .pin_bit_mask = 1ull << LED_GPIO_PIN,  //指定GPIO
        .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,              //设置为输出模式
        .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,     //禁止上拉
        .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE, //禁止下拉
        .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE,        //禁止中断
    };
    gpio_config(&gpio_init_struct); /* 配置 GPIO */
    LED(1);
}

2.4 KEY驱动

        配置 GPIO 为输入模式，通常按键直接连接到芯片的引脚，没有加上拉电阻，因此需要将 GPIO 配置成上拉输入模式。本次按键驱动使用的是最简单的延时消抖，下面实现 key.c 及 key.h 两个文件。

● key.h

/* 引脚定义 */
#define BOOT_GPIO_PIN GPIO_NUM_0

/*IO 操作*/
#define BOOT gpio_get_level(BOOT_GPIO_PIN)

/* 按键按下定义 */
#define BOOT_PRES 1 /* BOOT 按键按下 */

/* 函数声明 */
void key_init(void); /* 初始化按键 */
uint8_t key_scan(uint8_t mode); /* 按键扫描函数 */

        通过 BOOT 宏来读取连接按键引脚的电平。

● key.c

#include "driver/gpio.h"
#include "key.h"

/**
  * @brief 初始化按键引脚
  * @param 无
  * @retval 无
  */
void key_init(void)
{
    gpio_config_t gpio_init_struct;
    gpio_init_struct.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE; /* 失能引脚中断 */
    gpio_init_struct.mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 输入模式 */
    gpio_init_struct.pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; /* 使能上拉 */
    gpio_init_struct.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE; /* 失能下拉 */
    gpio_init_struct.pin_bit_mask = 1ull << BOOT_GPIO_PIN; /* BOOT 按键引脚 */
    gpio_config(&gpio_init_struct); /* 配置使能 */
}

/**
  * @brief 按键扫描函数
  * @param mode:0 / 1, 具体含义如下:
  *     0, 不支持连续按(当按键按下不放时, 只有第一次调用会返回键值,
  *        必须松开以后, 再次按下才会返回其他键值)
  *     1, 支持连续按(当按键按下不放时, 每次调用该函数都会返回键值)
  * @retval 键值, 定义如下:
  *     BOOT_PRES, 1, BOOT 按下
  */
uint8_t key_scan(uint8_t mode)
{
    uint8_t keyval = 0;
    static uint8_t key_boot = 1; /* 按键松开标志 */
    if(mode)
    {
        key_boot = 1;
    }
    if (key_boot && (BOOT == 0)) /* 按键松开标志为 1，且有任意一个按键按下了 */
    {
        vTaskDelay(10); /* 去抖动 */
        key_boot = 0;
        if (BOOT == 0)
        {
            keyval = BOOT_PRES;
        }
    }
    else if (BOOT == 1)
    {
        key_boot = 1;
    }
    return keyval; /* 返回键值 */
}

        此函数只有一个形参 mode，用于设置按键是否支持连续按下模式。当 mode 为 0 时，表示按键不支持连续按下；反之，则支持连续按下。

三、EXIT

3.1 EXIT简介

        外部中断属于硬件中断，由微控制器外部事件触发。微控制器的特定引脚被设计为对特定事件（如按钮按压、传感器信号变化等）作出响应，这些引脚通常称为“外部中断引脚”。一旦外部中断事件发生，当前程序执行将立即暂停，并跳转到相应的中断服务程序（ISR）进行处理。处理完毕后，程序会恢复执行，从被中断的地方继续。下图是 CPU 中断处理过程。

        ESP32-S3 的外部中断具备两种触发类型：
        （1）电平触发：高、低电平触发，要求保持中断的电平状态直到 CPU 响应。
        （2）边沿触发：上升沿和下降沿触发，这类型的中断一旦触发，CPU 即可响应。
        ESP32-S3 的外部中断功能能够以非常精确的方式捕捉外部事件的触发。开发者可以通过配置中断触发方式（如上升沿、下降沿、任意电平、低电平保持、高电平保持等）来适应不同的外部事件，并在事件发生时立即中断当前程序的执行，转而执行中断服务函数。ESP32-S3 支持六级中断，同时支持中断嵌套，也就是低优先级中断可以被高优先级中断打断。数字越大表明该中断的优先级越高。其中，NMI 中断拥有最高优先级，此类中断已经触发，CPU 必须处理。

3.2 EXIT函数解析

● 注册中断函数
        该函数用于注册中断服务，原型如下：

esp_err_t gpio_install_isr_service(int intr_alloc_flags);

        该函数的形参描述如下表所示：

        返回值：ESP_OK，成功；
                      ESP_ERR_NO_MEM，没有内存来安装此服务；
                      ESP_ERR_INVALID_STATE，ISR服务已经安装；
                      ESP_ERR_NOT_FOUND，没有找到具有指定标志的空闲中断；
                      ESP_ERR_INVALID_ARG，GPIO错误。

● 分配中断函数
        该函数设置某个管脚的中断服务函数，该函数原型如下所示：

esp_err_t gpio_isr_handler_add(gpio_num_t gpio_num, 
                               gpio_isr_t isr_handler, 
                               void *args);

        该函数的形参描述如下表所示：

        返回值：ESP_OK，成功；
                      ESP_ERR_INVALID_STATE，状态错误，ISR服务没有初始化；
                      ESP_ERR_INVALID_ARG，参数错误。

        下面是中断处理函数的模板，中断处理函数需要声明为 IRAM_ATTR，以确保其运行在内存中的可执行区域。

void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void *arg)
{
    /* 处理中断响应 */
}

● 开启外部中断函数
        该函数用来配置某个管脚开启外部中断，该函数原型如下所示：

esp_err_t gpio_intr_enable(gpio_num_t gpio_num);

        参数就是要使能哪个GPIO引脚，传入引脚号。

        返回值：ESP_OK，成功；
                      ESP_ERR_INVALID_ARG，参数错误。

        注意：在使用 gpio_intr_enable() 函数之前，开发者需要先通过 gpio_install_isr_service() 函数和 gpio_isr_handler_add() 函数来安装和注册中断处理程序。

3.3 EXIT驱动

● exit.h

/*引脚定义*/
#define BOOT_INT_GPIO_PIN GPIO_NUM_0

/*IO 操作*/
#define BOOT gpio_get_level(BOOT_INT_GPIO_PIN)

/* 函数声明 */
void exit_init(void); /* 外部中断初始化程序 */

● exit.c

/**
 * @brief       外部中断服务函数
 * @param       arg：中断引脚号
 * @note        IRAM_ATTR: 这里的IRAM_ATTR属性用于将中断处理函数存储在内部RAM中，目的在于减少延迟
 * @retval      无
 */
static void IRAM_ATTR exit_gpio_isr_handler(void *arg)
{
    uint32_t gpio_num = (uint32_t) arg;
    
    if (gpio_num == BOOT_INT_GPIO_PIN)
    {
        /* 消抖 */
        esp_rom_delay_us(20000);
        //注意：
        //这里的延时函数通过空循环消耗CPU时间，不会主动释放CPU控制权
        //但是在ISR中，不允许使用可能阻塞的函数如vTaskDelay（会触发上下文切换）
        //总的来说，还是不希望在中断里进行耗时的操纵，这里的20ms勉强能接受
        if (BOOT == 0)
        {
            LED0_TOGGLE();
        }
    }
}

/**
 * @brief       外部中断初始化程序
 * @param       无
 * @retval      无
 */
void exit_init(void)
{
    gpio_config_t gpio_init_struct;

    /* 配置BOOT引脚和外部中断 */
    gpio_init_struct.mode = GPIO_MODE_INPUT;                    /* 选择为输入模式 */
    gpio_init_struct.pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE;           /* 上拉使能 */
    gpio_init_struct.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE;      /* 下拉失能 */
    gpio_init_struct.intr_type = GPIO_INTR_NEGEDGE;             /* 下降沿触发 */
    gpio_init_struct.pin_bit_mask = 1ull << BOOT_INT_GPIO_PIN;  /* 设置的引脚的位掩码 */
    ESP_ERROR_CHECK(gpio_config(&gpio_init_struct));            /* 配置使能 */
    
    /* 注册中断服务 */
    ESP_ERROR_CHECK(gpio_install_isr_service(0));

    /* 设置BOOT的中断回调函数 */
    ESP_ERROR_CHECK(gpio_isr_handler_add(BOOT_INT_GPIO_PIN, 
                                         exit_gpio_isr_handler, 
                                         (void*) BOOT_INT_GPIO_PIN));
    
    /* 使能GPIO模块中断信号 */
    ESP_ERROR_CHECK(gpio_intr_enable(BOOT_INT_GPIO_PIN));
}

        开启管脚的外部中断操作相对简便。首先，需要将管脚配置为下降沿触发（GPIO_INTR_NEGEDGE）和输入模式（GPIO_MODE_INPUT）。完成配置后，需要调用 gpio_install_isr_service 函数来注册中断服务，并调用 gpio_isr_handler_add 函数来注册外部中断的回调函数。最后，调用 gpio_intr_enable 函数启用外部中断功能。其中，exit_gpio_isr_handler 回调函数负责实现 LED 灯状态的切换。

四、LEDC

4.1 PWM原理解析

        PWM（Pulse Width Modulation），简称脉宽调制，是一种将模拟信号变为脉冲信号的技术。PWM可以控制LED亮度、直流电机的转速等。
        PWM的主要参数如下：
        ① 频率：1s内有多少个PWM周期（一个高电平加一个低电平为一个周期），单位Hz。
        ② 周期：频率倒数，T=1/f。
        ③ 占空比：在一个周期内，高电平的时间与整个周期时间的比例，范围0%~100%。

         使用PWM控制LED时，一个PWM周期持续时间比较长，人眼就可以看出LED在闪烁。只要缩小周期，直到一个临界值使得人眼无法分辨LED在闪烁，改变占空比，就改变了LED的亮度。这就是PWM的原理。

4.2 ESP32的LED PWM控制器介绍

        ESP32-S3的LED PWM控制器，简写为LEDC，用于生成脉冲宽度调制信号。
        LEDC具有八个独立的PWM生成器（八个通道）。每个PWM生成器会从四个通用定时器中选择一个，以该定时器的计数值作为基准生成PWM信号。LEDC定时器如下图所示：

         想要实现PWM输出，需要先指定PWM通道的参数：频率、分辨率、占空比，然后将通道映射到指定的引脚，该引脚输出对应通道的PWM信号，如下图所示：

         LEDC可以在没有CPU干预的情况下自动改变占空比（硬件PWM）。

4.3 LEDC函数解析

4.3.1 SW_PWM

        ESP-IDF提供了一套API来配置PWM。要使用此功能，需要包含以下头文件：

#include "driver/ledc.h"

● 配置LEDC使用的定时器的函数
        注意：在首次配置LEDC时，建议先配置定时器，再配置通道。这样可以确保IO引脚上的PWM信号自输出开始那一刻起，其频率就是正确的。

        设置定时器函数原型如下：

esp_err_t ledc_timer_config(const ledc_timer_config_t *timer_conf);

        该函数的形参描述如下表所示：

        返回值：ESP_OK，成功；
                      ESP_ERR_INVALID_ARG，参数错误；
                      ESP_FAIL，无法根据给定的频率和当前的 PWM 分辨率找到一个合适的分频系数；
                      ESP_ERR_INVALID_STATE，无法取消定时器配置，因为定时器未配置或未处于暂停状态。
        该函数使用 ledc_timer_config_t 类型的结构体变量传入，该结构体的定义如下所示：

        deconfigure 成员变量的使用流程如下：

// 1. 暂停定时器（必须步骤！）
ledc_timer_pause(LEDC_LOW_SPEED_MODE, LEDC_TIMER_0);

// 2. 准备反配置结构体
ledc_timer_config_t timer_cfg = {
    .speed_mode = LEDC_LOW_SPEED_MODE, // 必须匹配原配置
    .timer_num = LEDC_TIMER_0,         // 指定要反配置的定时器
    .deconfigure = true                // 核心开关
    // 其他参数自动忽略
};

// 3. 执行反配置
ledc_timer_config(&timer_cfg);

        注意：ESP32-S3 不支持定时器专属时钟，所有定时器必须共享同一时钟源。禁止混合配置（如 TIMER0 用 RC_FAST + TIMER1 用 XTAL）！！！

● 通道配置函数
        函数原型如下：

esp_err_t ledc_channel_config(const ledc_channel_config_t *ledc_conf);

        形参就是指向LEDC通道的结构体指针，来看一下返回值和结构体的具体定义。
        返回值：ESP_OK，成功；
                      ESP_ERR_INVALID_ARG，参数错误。
        

● 设置PWM占空比
        调用函数 ledc_set_duty() 可以设置新的占空比，之后调用函数 ledc_update_duty() 使新配置生效。要查看当前设置的占空比，可以使用 ledc_get_duty() 函数。设置PWM占空比的函数原型如下：

esp_err_t ledc_set_duty(ledc_mode_t speed_mode, ledc_channel_t channel, uint32_t duty);

        该函数的形参描述如下表所示：

        返回值：ESP_OK，成功；
                      ESP_ERR_INVALID_ARG，参数错误。

● 更新PWM占空比
        上一步调用 ledc_set_duty() 后，调用 ledc_update_duty() 使得新配置生效，函数原型如下：

esp_err_t ledc_update_duty(ledc_mode_t speed_mode, ledc_channel_t channel);

        该函数的形参描述见上一个函数，返回值也一样。

        到这里就属于ESP32-S3的软件PWM部分，配置好定时器、LEDC通道后，就可以搭配使用上面两个改变PWM占空比的函数，在指定引脚输出想要的PWM脉冲。之所以叫做软件PWM，是因为：如果想要实现呼吸灯的效果，需要我们不断判断当前的占空比为多少，然后手动改变占空比的递增或递减，这些操作都需要消耗CPU资源。下面来介绍硬件PWM的功能和用法，它可在无需CPU干预的情况下自动改变占空比。

4.3.2 HW_PWM

        LEDC控制器硬件可逐渐改变占空比的数值，要使用此功能，可用 ledc_fade_func_install() 使能渐变，然后使用下列渐变函数之一进行配置：
ledc_set_fade_with_time()
ledc_set_fade_with_step()
ledc_set_fade()
最后调用 ledc_fade_start() 开启渐变。还记得配置LEDC通道的时候有个参数是使能中断吗，可选的只有两项，使能渐变结束中断和失能。我查了一下，发现这个即使不使能也不影响硬件PWM，至于软件PWM中使能这个中断有没有用，暂时没找到很明确的说明，如果有大佬懂得可以在评论区讨论一下。硬件PWM可以注册一个回调函数，在渐变完成之后就会调用回调函数，这个回调函数由中断调用，但这个中断是我们调用 ledc_fade_func_install() 函数时，内部会初始化LEDC的渐变中断，和通道配置中的 intr_type 无关。

● 开启硬件PWM，使能渐变
        安装LEDC渐变功能。该功能将占用LEDC模块的中断资源。

esp_err_t ledc_fade_func_install(int intr_alloc_flags);

        该函数的形参见 esp_intr_alloc.h 里，带 ESP_INTR_FLAG_ 前缀的宏定义。但是，很多例程里调用这个函数直接传入0即可，表示默认的中断优先级。

        返回值：ESP_OK，成功；
                      ESP_ERR_INVALID_ARG，参数错误；
                      ESP_ERR_NOT_FOUND，找不到可用的中断源；
                      ESP_ERR_INVALID_STATE，渐变服务已经安装。

● 设置LEDC渐变功能
        接下来要设置占空比以及渐变时长，函数原型如下：

esp_err_t ledc_set_fade_with_time(ledc_mode_t speed_mode, 
                                  ledc_channel_t channel, 
                                  uint32_t target_duty, 
                                  int max_fade_time_ms);

        该函数的形参描述如下表所示：

        返回值：ESP_OK表示成功，其他表示配置失败。

● 开启渐变
        函数原型如下：

esp_err_t ledc_fade_start(ledc_mode_t speed_mode, 
                          ledc_channel_t channel, 
                          ledc_fade_mode_t fade_mode);

        前两个参数说烂了，来看看第三个参数：

        这个参数就是设置是否阻塞，不论选择哪个模式，都可以绑定渐变完成回调函数，不过阻塞模式下使用回调函数意义不太大，因为当阻塞模式下的函数返回时，回调函数一定已经执行完毕了（回调函数是在渐变结束时、函数返回前由内部驱动调用的）。

● 设置渐变完成回调函数
        在非阻塞模式下，函数调用之后立即返回，想要知道什么时候渐变完成，需要绑定一个回调函数，当回调函数被调用时，在回调函数里设置某些标志位，不能调用任何可能导致阻塞的函数。函数原型如下：

esp_err_t ledc_cb_register(ledc_mode_t speed_mode, 
                           ledc_channel_t channel, 
                           ledc_cbs_t *cbs, 
                           void *user_arg);

        主要看后两个参数：

4.4 LEDC驱动

        使用硬件PWM、非阻塞模式，在回调函数里使用事件组，实现呼吸灯的效果

#include <freertos/FreeRTOS.h>          // FreeRTOS基础功能
#include <freertos/task.h>              // 任务相关API（xTaskCreatePinnedToCore）
#include <freertos/event_groups.h>      // 事件组（EventGroupHandle_t, xEventGroup*）
#include "driver/gpio.h"                // GPIO定义（LED_GPIO）
#include "driver/ledc.h"                // LEDC PWM驱动（所有ledc_*函数和结构体）
#include <esp_log.h>                    // 日志系统（ESP_ERROR_CHECK）

//定义LED的GPIO口
#define LED_GPIO  GPIO_NUM_1

#define TAG     "LEDC"

#define LEDC_TIMER              LEDC_TIMER_0            //定时器0
#define LEDC_MODE               LEDC_LOW_SPEED_MODE     //低速模式
#define LEDC_OUTPUT_IO          (LED_GPIO)              //选择GPIO端口
#define LEDC_CHANNEL            LEDC_CHANNEL_0          //PWM通道
#define LEDC_DUTY_RES           LEDC_TIMER_13_BIT       //分辨率
#define LEDC_DUTY               (4095)                  //最大占空比值，这里是2^13-1
#define LEDC_FREQUENCY          (5000)                  //PWM周期

//用于通知渐变完成
static EventGroupHandle_t   s_ledc_ev = NULL;

//关灯完成事件标志
#define LEDC_OFF_EV  (1<<0)

//开灯完成事件标志
#define LEDC_ON_EV   (1<<1)

//渐变完成回调函数
bool IRAM_ATTR ledc_finish_cb(const ledc_cb_param_t *param, void *user_arg)
{
    BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;
    if(param->duty)
    {
        xEventGroupSetBitsFromISR(s_ledc_ev,LEDC_ON_EV,&xHigherPriorityTaskWoken);
    }
    else
    {
        xEventGroupSetBitsFromISR(s_ledc_ev,LEDC_OFF_EV,&xHigherPriorityTaskWoken);
    }
    return xHigherPriorityTaskWoken;
}

//ledc 渐变任务
void ledc_breath_task(void* param)
{
    EventBits_t ev;
    while(1)
    {
        ev = xEventGroupWaitBits(s_ledc_ev,LEDC_ON_EV|LEDC_OFF_EV,pdTRUE,pdFALSE,pdMS_TO_TICKS(5000));
        if(ev)
        {
            //设置LEDC开灯渐变
            if(ev & LEDC_OFF_EV)
            {
                ledc_set_fade_with_time(LEDC_MODE,LEDC_CHANNEL,LEDC_DUTY,2000);
                ledc_fade_start(LEDC_MODE,LEDC_CHANNEL,LEDC_FADE_NO_WAIT);
            }
            else if(ev & LEDC_ON_EV)    //设置LEDC关灯渐变
            {
                ledc_set_fade_with_time(LEDC_MODE,LEDC_CHANNEL,0,2000);
                ledc_fade_start(LEDC_MODE,LEDC_CHANNEL,LEDC_FADE_NO_WAIT);
            }
        }
    }
}

//LED呼吸灯初始化
void led_breath_init(void)
{
    //初始化一个定时器
    ledc_timer_config_t ledc_timer = {
        .speed_mode       = LEDC_MODE,      //低速模式
        .timer_num        = LEDC_TIMER,     //定时器ID
        .duty_resolution  = LEDC_DUTY_RES,  //占空比分辨率，这里是13位，2^13-1
        .freq_hz          = LEDC_FREQUENCY,  // PWM频率,这里是5KHZ
        .clk_cfg          = LEDC_AUTO_CLK    // 时钟
    };
    ESP_ERROR_CHECK(ledc_timer_config(&ledc_timer));

    //ledc通道初始化
    ledc_channel_config_t ledc_channel = {
        .speed_mode     = LEDC_MODE,        //低速模式
        .channel        = LEDC_CHANNEL,     //PWM 通道0-7
        .timer_sel      = LEDC_TIMER,       //关联定时器，也就是上面初始化好的那个定时器
        .intr_type      = LEDC_INTR_DISABLE,//不使能中断
        .gpio_num       = LEDC_OUTPUT_IO,   //设置输出PWM方波的GPIO管脚
        .duty           = 0, // 设置默认占空比为0
        .hpoint         = 0
    };
    ESP_ERROR_CHECK(ledc_channel_config(&ledc_channel));

    //开启硬件PWM
    ledc_fade_func_install(0);

    //创建一个事件组，用于通知任务渐变完成
    s_ledc_ev = xEventGroupCreate();

    //配置LEDC渐变
    ledc_set_fade_with_time(LEDC_MODE,LEDC_CHANNEL,LEDC_DUTY,2000);

    //启动渐变
    ledc_fade_start(LEDC_MODE,LEDC_CHANNEL,LEDC_FADE_NO_WAIT);

    //设置渐变完成回调函数
    ledc_cbs_t cbs = {.fade_cb=ledc_finish_cb,};
    ledc_cb_register(LEDC_MODE,LEDC_CHANNEL,&cbs,NULL);

    xTaskCreatePinnedToCore(ledc_breath_task,"ledc",2048,NULL,3,NULL,1);
}

// 主函数
void app_main(void)
{
    led_breath_init();      //呼吸灯
}

结语

        该系列会持续更新，后续可能会更新实习用到的技术栈如JSON、OTA、http和UDP等。