03-基础例程3

基础例程3

01、外部中断

ESP32的外部中断有上升沿、下降沿、低电平、高电平触发模式。

实验目的

使用外部中断功能实现按键控制LED的亮灭

按键按下为0。【即下降沿】

 * 接线说明：按键模块-->ESP32 IO*         (K1-K4)-->(14,27,26,25)*         *         LED模块-->ESP32 IO*         (D1-D4)-->(15,2,0,4)

软件程序

  • 对于主函数
/* 深圳市普中科技有限公司（PRECHIN 普中）技术支持：www.prechin.net* 实验名称：外部中断实验* 接线说明：按键模块-->ESP32 IO[输入]*         (K1-K4)-->(14,27,26,25)*         *         LED模块-->ESP32 IO[输出]*         (D1-D4)-->(15,2,0,4)* * 实验现象：程序下载成功后，操作K1键控制D1指示灯亮灭；操作K2键控制D2指示灯亮灭；操作K3键控制D3指示灯亮灭；操作K4键控制D4指示灯亮灭； */#include "public.h"
#include "exti.h"//定义LED控制引脚
#define led1_pin  15
#define led2_pin  2
#define led3_pin  0
#define led4_pin  4//定义全局变量void setup() {pinMode(led1_pin, OUTPUT);//设置引脚为输出模式pinMode(led2_pin, OUTPUT);pinMode(led3_pin, OUTPUT);pinMode(led4_pin, OUTPUT);exti_init();
}void loop() {digitalWrite(led1_pin,key1_sta);digitalWrite(led2_pin,key2_sta);digitalWrite(led3_pin,key3_sta);digitalWrite(led4_pin,key4_sta);
}
  • 对于中断函数
#include "exti.h"volatile u8 key1_sta=0;
volatile u8 key2_sta=0;
volatile u8 key3_sta=0;
volatile u8 key4_sta=0;//端口初始化
void exti_init(void)
{pinMode(key1_pin, INPUT_PULLUP);//设置引脚为输入上拉模式pinMode(key2_pin, INPUT_PULLUP);pinMode(key3_pin, INPUT_PULLUP);pinMode(key4_pin, INPUT_PULLUP);attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(key1_pin), key1_isr, FALLING);//设置下降沿触发attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(key2_pin), key2_isr, FALLING);attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(key3_pin), key3_isr, FALLING);attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(key4_pin), key4_isr, FALLING);
}
/*中断函数*/
void key1_isr(void)
{key1_sta=!key1_sta;
}void key2_isr(void)
{key2_sta=!key2_sta;
}void key3_isr(void)
{key3_sta=!key3_sta;
}void key4_isr(void)
{key4_sta=!key4_sta;
}

02、定时器中断

使用定时器进行定时。

  • 主函数
/* 深圳市普中科技有限公司（PRECHIN 普中）技术支持：www.prechin.net* * 实验名称：定时器中断实验* * 接线说明：LED模块-->ESP32 IO*         (D1)-->(15)* * 实验现象：程序下载成功后，D1指示灯间隔0.5s状态翻转* * 注意事项：* */#include "public.h"
#include "led.h"
#include "time.h"//定义全局变量void setup() {led_init();time0_init(500000);//定时500ms}void loop() {}#include "led.h"//led初始化
void led_init(void)
{pinMode(led1_pin, OUTPUT);//设置引脚为输出模式
}
  • 定时器的函数
#include "time.h"
#include "led.h"hw_timer_t *timer0 = NULL;//创建timer0定时器对象//定时器初始化
//per：定时时间，单位us
void time0_init(u32 per)
{/* timerBegin：初始化定时器指针第一个参数：设置定时器0（一共有四个定时器0、1、2、3）第二个参数：80分频（设置APB时钟，ESP32主频80MHz），80则时间单位为1Mhz即1us，1000000us即1s。第三个参数：计数方式，true向上计数 false向下计数*/timer0 = timerBegin(0, 80, true);/* timerAlarmWrite：配置报警计数器保护值（就是设置时间）第一个参数：指向已初始化定时器的指针第二个参数：定时时间，这里为500000us  意思为0.5s进入一次中断第三个参数：是否重载，false定时器中断触发一次  true：死循环*/timerAlarmWrite(timer0, per, true);/* timerAttachInterrupt：绑定定时器第一个参数：指向已初始化定时器的指针第二个参数：中断服务器函数第三个参数：true边沿触发，false电平触发*/timerAttachInterrupt(timer0, &time0_isr, true); timerAlarmEnable(timer0);//启用定时器//timerDetachInterrupt(timer0);//关闭定时器}//定时器中断函数
/*当定时时间到，进入定时器中断函数
*/
void time0_isr(void)
{static u8 led_sta=0; led_sta=!led_sta;digitalWrite(led1_pin,led_sta);
}

03、PWM

实验目的

通过调节PWM占空比，控制LED指示灯亮度变化，实现呼吸灯的效果。由暗到亮，再由亮到暗的循环过程。

image-20230811002718253

高电平的占空比不同，则电压不同，则LED的亮度不同

  • 主函数
/* 深圳市普中科技有限公司（PRECHIN 普中）技术支持：www.prechin.net * 实验名称：PWM呼吸灯实验 * 接线说明：LED模块-->ESP32 IO*         (D1)-->(15)* 实验现象：程序下载成功后，D1指示灯呈现呼吸灯效果，由暗变亮，再由亮变暗*/#include "public.h"
#include "led.h"
#include "pwm.h"//定义全局变量
u16 g_duty_value=0;
u8 g_fx=1;void setup() {pwm_init(led1_pin,0,1000,10);}void loop() {if(g_fx==1){g_duty_value+=10;if(g_duty_value>1010)g_fx=0;}else{g_duty_value-=10;if(g_duty_value<10)g_fx=1;}pwm_set_duty(0,g_duty_value);delay(10);
}#include "led.h"//led初始化
void led_init(void)
{pinMode(led1_pin, OUTPUT);//设置引脚为输出模式
}
  • PWM的函数
#include "pwm.h"/*
PWM初始化
//pin：引脚号
//chanel：PWM输出通道0-15
//freq：PWM输出频率，单位HZ
//resolution：PWM占空比的分辨率1-16，比如设置8，分辨率范围0-255
*/
void pwm_init(u8 pin,u8 chanel,u8 freq,u8 resolution)
{ledcSetup(chanel, freq, resolution);// PWM初始化ledcAttachPin(pin, chanel);// 绑定PWM通道到GPIO上
}//PWM占空比设置
//chanel：PWM的输出通道
//duty：占空比
void pwm_set_duty(u8 chanel,u16 duty)
{ledcWrite(chanel,duty);// 改变PWM的占空比
}

04、串口通信

  • 实验介绍

在ESP32中有三个硬件的UART：UART0、UART1和UART2。

在这里插入图片描述

ESP32 TX——RX

ESP32 RX——TX

GND——GND

其中UART0用于下载程序和调试

UART1：内部的通信

  • 代码
/* 深圳市普中科技有限公司（PRECHIN 普中）技术支持：www.prechin.net* * 实验名称：串口通信实验* * 接线说明：USB转TTL模块-->ESP32 IO*         (TXD)-->(16)(RXD)-->(17)(GND)-->(GND)* * 实验现象：程序下载成功后，打开串口调试助手，选择好串口、波特率115200参数等，在串口助手上发送字符数据，ESP32串口接收后原封不动返回到串口助手显示* * 注意事项：USB转TTL模块上将电源切换为3.3V* */#include "public.h"//定义全局变量
//定义串口2
HardwareSerial mySerial2(2);
String serialData;void setup() {//串口0配置Serial.begin(115200);//串口2配置//void HardwareSerial::begin(unsigned long baud, uint32_t config=SERIAL_8N1, int8_t rxPin=-1, int8_t txPin=-1, bool invert=false, unsigned long timeout_ms = 20000UL);//baud：串口波特率，该值写0则会进入自动侦测波特率程序；//config：串口参数，默认SERIAL_8N1为8位数据位、无校验、1位停止位；//rxPin：接收管脚针脚号；//txPin：发送管脚针脚号；//invert：翻转逻辑电平，串口默认高电平为1、低电平为0；//timeout_ms：自动侦测波特率超时时间，如果超过该时间还未获得波特率就不会使能串口；mySerial2.begin(115200,SERIAL_8N1,16,17);}void loop() {if(Serial.available())  //当串口0接收到信息后{Serial.println("Serial Data Available..."); // 通过串口监视器通知用户serialData=Serial.readString();  // 将接收到的信息使用readString()存储于serialData变量Serial.print("Received Serial Data: ");     // 然后通过串口监视器输出serialData变量内容Serial.println(serialData);                 // 以便查看serialData变量的信息}if(mySerial2.available())  //当串口2接收到信息后{mySerial2.println("Serial2 Data Available..."); // 通过串口监视器通知用户serialData=mySerial2.readString();  // 将接收到的信息使用readString()存储于serialData变量mySerial2.print("Received Serial2 Data: ");     // 然后通过串口监视器输出serialData变量内容mySerial2.println(serialData);                 // 以便查看serialData变量的信息}
}

05、ADC

  • 实验介绍

ADC功能在引脚32-39上可用。输入电压必须介于0-1.0V（高于1V都读为4095）

ADC采集电位器0-3.3V电压。

  • 硬件设计

在这里插入图片描述

J2端子的R_ADC脚为电位器的电压输出端，可将该引脚与ESP32的ADC脚相连接

旋转底板上的ADC电位器，即可改变电压

  • 软件设计
/* 深圳市普中科技有限公司（PRECHIN 普中）技术支持：www.prechin.net* * 实验名称：ADC实验* * 接线说明：ADC电位器-->ESP32 IO*         ADC-->(34)* * 实验现象：程序下载成功后，会在软件串口控制台上输出ADC检测电压值，调节电位器可改变检测电压* * 注意事项：* */#include "public.h"//定义全局变量
float adc_vol=0;void setup() {//串口0配置Serial.begin(115200);}void loop() {adc_vol=3.3*(float)analogRead(34)/4095;//读取ADC值---34引脚Serial.print("ADC检测电压：");Serial.print(adc_vol);Serial.println("V");delay(500);
}* 接线说明：ADC电位器-->ESP32 IO*         ADC-->(34)* * 实验现象：程序下载成功后，会在软件串口控制台上输出ADC检测电压值，调节电位器可改变检测电压* * 注意事项：* */#include "public.h"//定义全局变量
float adc_vol=0;void setup() {//串口0配置Serial.begin(115200);}void loop() {adc_vol=3.3*(float)analogRead(34)/4095;//读取ADC值---34引脚Serial.print("ADC检测电压：");Serial.print(adc_vol);Serial.println("V");delay(500);
}

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