Регистры LEDC ESP32-C3

Регистры LEDC ESP32-C3: шесть каналов ШИМ и четыре таймера с дробным 18-битным делителем, разрядность до 14 бит, скважность с дробной частью, аппаратное плавное изменение яркости и прерывания переполнения.

Содержание

Пример на C
Регистры блока
LEDC_LSCHn_CONF0_REG
LEDC_LSCHn_HPOINT_REG
LEDC_LSCHn_DUTY_REG
LEDC_LSCHn_CONF1_REG
LEDC_LSCHn_DUTY_R_REG
LEDC_LSTIMERn_CONF_REG
LEDC_LSTIMERn_VALUE_REG
LEDC_INT_RAW_REG
LEDC_INT_ST_REG
LEDC_INT_ENA_REG
LEDC_INT_CLR_REG
LEDC_CONF_REG
LEDC_DATE_REG

LEDC по адресу 0x6001 9000 — генератор ШИМ, которым ESP-IDF пользуется для яркости светодиодов, сервоприводов и звука. Каждый из шести каналов берёт счётчик одного из четырёх таймеров (поле TIMER_SEL_CHn) и переключает выход, когда счётчик проходит значения HPOINT и HPOINT + DUTY.

Таймеры тактируются общим источником LEDC_CLK — APB_CLK, RC_FAST_CLK или XTAL_CLK по полю APB_CLK_SEL регистра LEDC_CONF_REG. Делитель CLK_DIV_TIMERx дробный: старшие 10 бит — целая часть, младшие 8 — дробь в 1/256. Частота ШИМ = f_LEDC_CLK / (делитель · 2^TIMERx_DUTY_RES).

Новые значения скважности и настроек канала вступают в силу только после записи 1 в PARA_UP_CHn, а таймера — в TIMERx_PARA_UP; скважность в регистре DUTY_CHn задаётся с четырьмя дробными битами.

Экземпляр	Базовый адрес
LEDC	0x6001 9000

Пример на C

Канал 0: новая скважность 50 % при 13 битах (soc/ledc_reg.h). Макросы доступа REG_WRITE, REG_READ, REG_SET_BIT, REG_CLR_BIT, REG_GET_BIT, REG_SET_FIELD и REG_GET_FIELD объявлены в soc/soc.h ESP-IDF; поле задаётся именем макроса без суффикса, маска и сдвиг берутся из его вариантов _V и _S.

#include "soc/ledc_reg.h"

uint32_t duty = 1 << 12;                                      // 4096 из 8192
REG_WRITE(LEDC_LSCH0_DUTY_REG, duty << 4);                    // 4 дробных бита
REG_SET_BIT(LEDC_LSCH0_CONF1_REG, LEDC_DUTY_START_LSCH0);     // применить скважность
REG_SET_BIT(LEDC_LSCH0_CONF0_REG, LEDC_PARA_UP_LSCH0);        // обновить настройки канала

Регистры блока

Регистр (ESP-IDF)	Смещение	Назначение	После сброса
LEDC_LSCHn_CONF0_REG	0x0000 + n · 0x0014	Канал n: таймер, выход, обновление настроек	0x0000 0000
LEDC_LSCHn_HPOINT_REG	0x0004 + n · 0x0014	Канал n: значение счётчика, при котором выход ставится в 1	0x0000 0000
LEDC_LSCHn_DUTY_REG	0x0008 + n · 0x0014	Канал n: скважность	0x0000 0000
LEDC_LSCHn_CONF1_REG	0x000C + n · 0x0014	Канал n: плавное изменение скважности	0x4000 0000
LEDC_LSCHn_DUTY_R_REG	0x0010 + n · 0x0014	Канал n: текущая скважность	0x0000 0000
LEDC_LSTIMERn_CONF_REG	0x00A0 + n · 0x0008	Таймер n: делитель, разрядность, сброс и пауза	0x0080 0000
LEDC_LSTIMERn_VALUE_REG	0x00A4 + n · 0x0008	Таймер n: текущее значение счётчика	0x0000 0000
LEDC_INT_RAW_REG	0x00C0	Необработанные флаги прерываний	0x0000 0000
LEDC_INT_ST_REG	0x00C4	Флаги прерываний после маски разрешения	0x0000 0000
LEDC_INT_ENA_REG	0x00C8	Разрешение прерываний	0x0000 0000
LEDC_INT_CLR_REG	0x00CC	Сброс флагов прерываний записью 1	0x0000 0000
LEDC_CONF_REG	0x00D0	Источник тактов LEDC	0x0000 0000
LEDC_DATE_REG	0x00FC	Версия блока: дата ревизии аппаратуры	0x1906 1700

Доступ — обозначения TRM: R/W — чтение и запись, RO — только чтение, WO — только запись, WT — запись 1 запускает действие, SS и SC — бит ставится и сбрасывается аппаратно, WTC — сбрасывается записью 1.

LEDC_LSCHn_CONF0_REG — канал n: таймер, выход, обновление настроек

6 копий, n = 0…5: смещение 0x0000 + n · 0x0014, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.1.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—															OVF_CNT_RESET_CHn
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OVF_CNT_EN_CHn	OVF_NUM_CHn										PARA_UP_CHn	IDLE_LV_CHn	SIG_OUT_EN_CHn	TIMER_SEL_CHn

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
OVF_CNT_RESET_CHn	16	WT	0	Сброс счётчика периодов
OVF_CNT_EN_CHn	15	R/W	0	Включить счёт периодов
OVF_NUM_CHn	14:5	R/W	0x000	Число периодов минус 1 до прерывания OVF_CNT
PARA_UP_CHn	4	WT	0	Запись 1 применяет HPOINT, DUTY и настройки плавности
IDLE_LV_CHn	3	R/W	0	Уровень выхода, когда канал остановлен
SIG_OUT_EN_CHn	2	R/W	0	Включить выход канала
TIMER_SEL_CHn	1:0	R/W	0x0	Номер таймера 0…3 для канала

LEDC_LSCHn_HPOINT_REG — канал n: значение счётчика, при котором выход ставится в 1

6 копий, n = 0…5: смещение 0x0004 + n · 0x0014, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.4.

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
HPOINT_CHn	13:0	R/W	0x0000	Выход ставится в 1, когда счётчик таймера равен этому значению

LEDC_LSCHn_DUTY_REG — канал n: скважность

6 копий, n = 0…5: смещение 0x0008 + n · 0x0014, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.5.

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
DUTY_CHn	18:0	R/W	0x00000	Скважность: длительность единицы в тактах счётчика, младшие 4 бита — дробь

LEDC_LSCHn_CONF1_REG — канал n: плавное изменение скважности

6 копий, n = 0…5: смещение 0x000C + n · 0x0014, после сброса 0x4000 0000. TRM: регистр 32.2.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
DUTY_START_CHn	DUTY_INC_CHn	DUTY_NUM_CHn										DUTY_CYCLE_CHn
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
DUTY_CYCLE_CHn						DUTY_SCALE_CHn

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
DUTY_START_CHn	31	R/W/SC	0	Запись 1 запускает применение новой скважности или плавное изменение
DUTY_INC_CHn	30	R/W	1	Направление: 1 — увеличивать, 0 — уменьшать
DUTY_NUM_CHn	29:20	R/W	0x000	Число шагов изменения
DUTY_CYCLE_CHn	19:10	R/W	0x000	Изменять скважность раз в столько периодов
DUTY_SCALE_CHn	9:0	R/W	0x000	Шаг изменения скважности при плавном изменении

LEDC_LSCHn_DUTY_R_REG — канал n: текущая скважность

6 копий, n = 0…5: смещение 0x0010 + n · 0x0014, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.6.

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
DUTY_R_CHn	18:0	RO	0x00000	Текущая скважность канала

LEDC_LSTIMERn_CONF_REG — таймер n: делитель, разрядность, сброс и пауза

4 копии, n = 0…3: смещение 0x00A0 + n · 0x0008, после сброса 0x0080 0000. TRM: регистр 32.7.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—						TIMERn_PARA_UP	—	TIMERn_RST	TIMERn_PAUSE	CLK_DIV_TIMERn
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
CLK_DIV_TIMERn												TIMERn_DUTY_RES

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
TIMERn_PARA_UP	25	WT	0	Запись 1 применяет делитель и разрядность
TIMERn_RST	23	R/W	1	Сбросить счётчик и держать в нуле
TIMERn_PAUSE	22	R/W	0	Остановить счётчик
CLK_DIV_TIMERn	21:4	R/W	0x00000	Делитель: 10 бит целой части и 8 бит дроби (1/256)
TIMERn_DUTY_RES	3:0	R/W	0x0	Разрядность счётчика 1…14 бит

LEDC_LSTIMERn_VALUE_REG — таймер n: текущее значение счётчика

4 копии, n = 0…3: смещение 0x00A4 + n · 0x0008, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.8.

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
TIMERn_CNT	13:0	RO	0x0000	Текущее значение счётчика таймера

LEDC_INT_RAW_REG — необработанные флаги прерываний

Смещение 0x00C0, адрес 0x6001 90C0, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.9.

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OVF_CNT_CH5_INT_RAW	OVF_CNT_CH4_INT_RAW	OVF_CNT_CH3_INT_RAW	OVF_CNT_CH2_INT_RAW	OVF_CNT_CH1_INT_RAW	OVF_CNT_CH0_INT_RAW	DUTY_CHNG_END_CH5_INT_RAW	DUTY_CHNG_END_CH4_INT_RAW	DUTY_CHNG_END_CH3_INT_RAW	DUTY_CHNG_END_CH2_INT_RAW	DUTY_CHNG_END_CH1_INT_RAW	DUTY_CHNG_END_CH0_INT_RAW	TIMER3_OVF_INT_RAW	TIMER2_OVF_INT_RAW	TIMER1_OVF_INT_RAW	TIMER0_OVF_INT_RAW

Поле	Биты	Доступ	Назначение
OVF_CNT_CH5_INT_RAW	15	R/W	Канал 5: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH4_INT_RAW	14	R/W	Канал 4: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH3_INT_RAW	13	R/W	Канал 3: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH2_INT_RAW	12	R/W	Канал 2: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH1_INT_RAW	11	R/W	Канал 1: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH0_INT_RAW	10	R/W	Канал 0: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
DUTY_CHNG_END_CH5_INT_RAW	9	R/W	Канал 5 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH4_INT_RAW	8	R/W	Канал 4 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH3_INT_RAW	7	R/W	Канал 3 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH2_INT_RAW	6	R/W	Канал 2 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH1_INT_RAW	5	R/W	Канал 1 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH0_INT_RAW	4	R/W	Канал 0 закончил плавное изменение скважности
TIMER3_OVF_INT_RAW	3	R/W	Переполнение счётчика таймера 3
TIMER2_OVF_INT_RAW	2	R/W	Переполнение счётчика таймера 2
TIMER1_OVF_INT_RAW	1	R/W	Переполнение счётчика таймера 1
TIMER0_OVF_INT_RAW	0	R/W	Переполнение счётчика таймера 0

LEDC_INT_ST_REG — флаги прерываний после маски разрешения

Смещение 0x00C4, адрес 0x6001 90C4, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.10.

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OVF_CNT_CH5_INT_ST	OVF_CNT_CH4_INT_ST	OVF_CNT_CH3_INT_ST	OVF_CNT_CH2_INT_ST	OVF_CNT_CH1_INT_ST	OVF_CNT_CH0_INT_ST	DUTY_CHNG_END_CH5_INT_ST	DUTY_CHNG_END_CH4_INT_ST	DUTY_CHNG_END_CH3_INT_ST	DUTY_CHNG_END_CH2_INT_ST	DUTY_CHNG_END_CH1_INT_ST	DUTY_CHNG_END_CH0_INT_ST	TIMER3_OVF_INT_ST	TIMER2_OVF_INT_ST	TIMER1_OVF_INT_ST	TIMER0_OVF_INT_ST

Поле	Биты	Доступ	Назначение
OVF_CNT_CH5_INT_ST	15	RO	Канал 5: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH4_INT_ST	14	RO	Канал 4: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH3_INT_ST	13	RO	Канал 3: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH2_INT_ST	12	RO	Канал 2: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH1_INT_ST	11	RO	Канал 1: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH0_INT_ST	10	RO	Канал 0: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
DUTY_CHNG_END_CH5_INT_ST	9	RO	Канал 5 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH4_INT_ST	8	RO	Канал 4 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH3_INT_ST	7	RO	Канал 3 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH2_INT_ST	6	RO	Канал 2 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH1_INT_ST	5	RO	Канал 1 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH0_INT_ST	4	RO	Канал 0 закончил плавное изменение скважности
TIMER3_OVF_INT_ST	3	RO	Переполнение счётчика таймера 3
TIMER2_OVF_INT_ST	2	RO	Переполнение счётчика таймера 2
TIMER1_OVF_INT_ST	1	RO	Переполнение счётчика таймера 1
TIMER0_OVF_INT_ST	0	RO	Переполнение счётчика таймера 0

LEDC_INT_ENA_REG — разрешение прерываний

Смещение 0x00C8, адрес 0x6001 90C8, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.11.

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OVF_CNT_CH5_INT_ENA	OVF_CNT_CH4_INT_ENA	OVF_CNT_CH3_INT_ENA	OVF_CNT_CH2_INT_ENA	OVF_CNT_CH1_INT_ENA	OVF_CNT_CH0_INT_ENA	DUTY_CHNG_END_CH5_INT_ENA	DUTY_CHNG_END_CH4_INT_ENA	DUTY_CHNG_END_CH3_INT_ENA	DUTY_CHNG_END_CH2_INT_ENA	DUTY_CHNG_END_CH1_INT_ENA	DUTY_CHNG_END_CH0_INT_ENA	TIMER3_OVF_INT_ENA	TIMER2_OVF_INT_ENA	TIMER1_OVF_INT_ENA	TIMER0_OVF_INT_ENA

Поле	Биты	Доступ	Назначение
OVF_CNT_CH5_INT_ENA	15	R/W	Канал 5: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH4_INT_ENA	14	R/W	Канал 4: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH3_INT_ENA	13	R/W	Канал 3: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH2_INT_ENA	12	R/W	Канал 2: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH1_INT_ENA	11	R/W	Канал 1: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH0_INT_ENA	10	R/W	Канал 0: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
DUTY_CHNG_END_CH5_INT_ENA	9	R/W	Канал 5 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH4_INT_ENA	8	R/W	Канал 4 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH3_INT_ENA	7	R/W	Канал 3 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH2_INT_ENA	6	R/W	Канал 2 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH1_INT_ENA	5	R/W	Канал 1 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH0_INT_ENA	4	R/W	Канал 0 закончил плавное изменение скважности
TIMER3_OVF_INT_ENA	3	R/W	Переполнение счётчика таймера 3
TIMER2_OVF_INT_ENA	2	R/W	Переполнение счётчика таймера 2
TIMER1_OVF_INT_ENA	1	R/W	Переполнение счётчика таймера 1
TIMER0_OVF_INT_ENA	0	R/W	Переполнение счётчика таймера 0

LEDC_INT_CLR_REG — сброс флагов прерываний записью 1

Смещение 0x00CC, адрес 0x6001 90CC, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.12.

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OVF_CNT_CH5_INT_CLR	OVF_CNT_CH4_INT_CLR	OVF_CNT_CH3_INT_CLR	OVF_CNT_CH2_INT_CLR	OVF_CNT_CH1_INT_CLR	OVF_CNT_CH0_INT_CLR	DUTY_CHNG_END_CH5_INT_CLR	DUTY_CHNG_END_CH4_INT_CLR	DUTY_CHNG_END_CH3_INT_CLR	DUTY_CHNG_END_CH2_INT_CLR	DUTY_CHNG_END_CH1_INT_CLR	DUTY_CHNG_END_CH0_INT_CLR	TIMER3_OVF_INT_CLR	TIMER2_OVF_INT_CLR	TIMER1_OVF_INT_CLR	TIMER0_OVF_INT_CLR

Поле	Биты	Доступ	Назначение
OVF_CNT_CH5_INT_CLR	15	WO	Канал 5: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH4_INT_CLR	14	WO	Канал 4: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH3_INT_CLR	13	WO	Канал 3: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH2_INT_CLR	12	WO	Канал 2: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH1_INT_CLR	11	WO	Канал 1: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
OVF_CNT_CH0_INT_CLR	10	WO	Канал 0: счётчик периодов достиг OVF_NUM_CHn + 1
DUTY_CHNG_END_CH5_INT_CLR	9	WO	Канал 5 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH4_INT_CLR	8	WO	Канал 4 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH3_INT_CLR	7	WO	Канал 3 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH2_INT_CLR	6	WO	Канал 2 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH1_INT_CLR	5	WO	Канал 1 закончил плавное изменение скважности
DUTY_CHNG_END_CH0_INT_CLR	4	WO	Канал 0 закончил плавное изменение скважности
TIMER3_OVF_INT_CLR	3	WO	Переполнение счётчика таймера 3
TIMER2_OVF_INT_CLR	2	WO	Переполнение счётчика таймера 2
TIMER1_OVF_INT_CLR	1	WO	Переполнение счётчика таймера 1
TIMER0_OVF_INT_CLR	0	WO	Переполнение счётчика таймера 0

LEDC_CONF_REG — источник тактов LEDC

Смещение 0x00D0, адрес 0x6001 90D0, после сброса 0x0000 0000. TRM: регистр 32.3.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
CLK_EN	—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—														APB_CLK_SEL

Поле	Биты	Доступ	Сброс	Назначение
CLK_EN	31	R/W	0	Тактирование регистров LEDC
APB_CLK_SEL	1:0	R/W	0x0	Такт LEDC: 1 — APB_CLK, 2 — RC_FAST_CLK, 3 — XTAL_CLK

LEDC_DATE_REG — версия блока: дата ревизии аппаратуры

Смещение 0x00FC, адрес 0x6001 90FC, после сброса 0x1906 1700. TRM: регистр 32.13.

Поле	Биты	Доступ	Сброс
LEDC_DATE	31:0	R/W	0x1906 1700

Частые вопросы

Какую частоту и разрядность ШИМ даёт LEDC ESP32-C3?

Произведение частоты на 2 в степени разрядности не может превышать частоту LEDC_CLK: от APB_CLK 80 МГц это около 4,9 кГц при 14 битах, 19,5 кГц при 12 битах и 312,5 кГц при 8 битах. Делитель дробный, поэтому частоту можно подобрать почти любую в этих пределах.

Почему изменение DUTY не меняет скважность ESP32-C3?

Канал перечитывает настройки только после записи 1 в бит PARA_UP_CHn регистра LEDC_LSCHn_CONF0_REG, а запуск плавного изменения — после установки DUTY_START_CHn в LEDC_LSCHn_CONF1_REG. Значение в DUTY_CHn сдвинуто на 4 бита: младшие четыре — дробная часть.

Источники

Espressif. ESP32-C3 Technical Reference Manual, версия 1.4 — глава 32: таблица Register Summary и рисунки регистров — смещения, поля, тип доступа и значения после сброса
Espressif. SVD svd/esp32c3.svd, версия 18 (espressif/svd, коммит be20aa1) — базовые адреса периферии, список регистров и полей; лицензия Apache-2.0
Espressif. ESP-IDF v6.1: заголовки components/soc/esp32c3/register/soc/*_reg.h (коммит fff9895) — имена макросов регистров и полей, сверка положения полей и значений по умолчанию; лицензия Apache-2.0 OR MIT

Нашли ошибку в регистрах?