MATLAB_ESP32有限脉冲响应FIR无限脉冲响应IIR滤波器

news2024/9/24 18:33:27

要点

ESP32闪烁LED，计时LED
ESP32基础控制：温控输出串口监控，LCD事件计数器，SD卡读写，扫描WiFi网络，手机控制LED，经典蓝牙、数字麦克风捕捉音频、使用放大器和喇叭、播放SD卡和闪存MP3文件、立体声网络广播、文字转语音、音频播放事件计数
MATLAB设计离散时间信号，Z-变换和数字滤波器，有限脉冲响应FIR无限脉冲响应IIR滤波器，
ESP32高级控制：正弦波发生器、使用 I2S 端口的信号输入输出、FIR 低通数字滤波器、FIR 带通数字滤波器、FIR 高通数字滤波器、定时器中断驱动的 FIR 低通滤波器、IIR低通滤波器、输入信号快速傅里叶变换FFT

ESP32

ESP32 指的是裸露的 ESP32 芯片。但是，“ESP32”术语也用于指代 ESP32 开发板。使用 ESP32 裸芯片并不容易或不实用，尤其是在学习、测试和原型设计时。大多数时候，您需要使用 ESP32 开发板。这些开发板配备了为芯片供电和编程、将其连接到计算机、连接外围设备的引脚、内置电源和控制 LED、Wi-Fi 信号天线以及其他有用功能所需的所有电路。其他设备甚至配备了额外的硬件，例如特定的传感器或模块、显示器，或者 ESP32-CAM 中的摄像头。

一旦您开始在线搜索 ESP32 开发板，您会发现有来自不同供应商的各种开发板。虽然它们的工作方式都相似，但有些板可能比其他板更适合某些项目。在寻找 ESP32 开发板时，您需要考虑以下几个方面：

USB转UART接口和稳压电路。大多数全功能开发板都具有这两个功能。这对于轻松将 ESP32 连接到计算机以上传代码和通电非常重要。
BOOT 和 RESET/EN 按钮可将开发板置于闪烁模式或重置（重新启动）开发板。有些主板没有 BOOT 按钮。通常，这些板会自动进入闪烁模式。
**引脚配置和引脚数量。**要在项目中正确使用 ESP32，您需要访问电路板引脚排列（例如显示哪个引脚对应于哪个 GPIO 及其功能的地图）。因此，请确保您可以访问您所获得的主板的引脚排列。否则，您最终可能会错误地使用 ESP32。
天线连接器。大多数主板都配有用于 Wi-Fi 信号的板载天线。有些板配有天线连接器，可以选择连接外部天线。添加外部天线可增加 Wi-Fi 范围。
电池连接器。如果您想使用电池为 ESP32 供电，可以使用带有锂聚合物电池连接器的开发板，这会更方便。您还可以通过电源引脚使用电池为“常规”ESP32 供电。
额外的硬件功能。有些 ESP32 开发板具有额外的硬件功能。例如，有些可能配备内置 OLED 显示屏、LoRa 模块、SIM800 模块（用于 GSM 和 GPRS）、电池座、摄像头或其他。

GPIO 引脚分配指南

ESP32 芯片有 48 个引脚，具有多种功能。并非所有 ESP32 开发板都暴露所有引脚，并且某些引脚不应该使用。 ESP32 DEVKIT V1 DOIT 板通常附带 36 个外露 GPIO，可用于连接外设。

电源引脚

通常，所有板都带有电源引脚：3V3、GND 和 VIN。您可以使用这些引脚为开发板供电（如果您不通过 USB 端口供电），或者为其他外围设备供电（如果您使用 USB 端口为开发板供电）。

通用输入输出引脚 (GPIOS)

几乎所有 GPIO 都分配了一个编号，这就是您应该通过编号来引用它们的方式。

使用 ESP32，您可以决定哪些引脚是 UART、I2C或SPI，您只需在代码中进行设置即可。因为 ESP32 芯片的多路复用功能允许将多个功能分配给同一引脚。

如果您未在代码中设置它们，则将默认配置引脚，如下图所示（引脚位置可能会根据制造商而变化）。此外，还有一些具有特定功能的引脚，这些功能使其适合或不适合特定项目。

ESP32 Development Board - DEVKIT V1

ESP32 示例

在 Arduino IDE 中，您可以找到 ESP32 的多个示例。首先，确保您在“工具”>“开发板”中选择了 ESP32 开发板。然后，只需转到“文件”>“示例”并查看 ESP32 部分下的示例。

Examples for ESP32 Arduino IDE

ESP32 PWM（模拟输出）

const int ledPin = 16;  // 16 corresponds to GPIO16

const int freq = 5000;
const int ledChannel = 0;
const int resolution = 8;
 
void setup(){
  ledcSetup(ledChannel, freq, resolution);
  ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);
}
 
void loop(){
  for(int dutyCycle = 0; dutyCycle <= 255; dutyCycle++){   
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
    delay(15);
  }

  for(int dutyCycle = 255; dutyCycle >= 0; dutyCycle--){
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);   
    delay(15);
  }
}

首先定义 LED 所连接的引脚。在本例中，LED 连接到 GPIO 16。

const int ledPin = 16;

然后，设置 PWM 信号属性。您定义 5000 Hz 的频率，选择通道 0 来生成信号，并将分辨率设置为 8 位。您可以选择与这些不同的其他属性来生成不同的 PWM 信号。

const int freq = 5000; 
const int ledChannel = 0; 
const int resolution = 8;

在 setup() 中，您需要使用之前定义的属性来配置 LED PWM，方法是使用 ledcSetup() 函数，该函数接受 ledChannel、频率和分辨率作为参数，如下所示：

ledcSetup(ledChannel, freq, resolution);

接下来，您需要选择从中获取信号的 GPIO。为此，请使用 ledcAttachPin() 函数，该函数接受要获取信号的 GPIO 以及生成信号的通道作为参数。在此示例中，我们将在 ledPin GPIO 中获取信号，对应于 GPIO 16。生成信号的通道是 ledChannel，对应于通道 0。

ledcAttachPin(ledPin, ledChannel);

在循环中，您将在 0 到 255 之间改变占空比以增加 LED 亮度。

for(int dutyCycle = 0; dutyCycle <= 255; dutyCycle++){
    // changing the LED brightness with PWM
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
    delay(15); 
}

然后，在255和0之间降低亮度。

for(int dutyCycle = 255; dutyCycle >= 0; dutyCycle--){
    // changing the LED brightness with PWM
    ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);
    delay(15);
 }

要设置 LED 的亮度，您只需使用 ledcWrite() 函数，该函数接受生成信号的通道和占空比作为参数。

ledcWrite(ledChannel, dutyCycle);

由于我们使用 8 位分辨率，因此将使用 0 到 255 之间的值来控制占空比。请注意，在 ledcWrite() 函数中，我们使用生成信号的通道，而不是 GPIO。

ESP32基础和高级控制

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