乐鑫esp8266学习rtos3.0笔记：分享在 esp8266 C SDK实现冷暖光色温平滑调节的封装，轻松集成到您的项目去。（附带Demo）

Posted on 2020-07-29 21:57 CoreHouse 阅读(621) 评论(0) 编辑收藏举报

本系列博客学习由非官方人员 半颗心脏 潜心所力所写，不做开发板。仅仅做个人技术交流分享，不做任何商业用途。如有不对之处，请留言，本人及时更改。

基于C SDK的ESP8266开发技术全系列笔记

一、NONOS SDK 无操作系统开发

1、搭建开发环境，开始一个“hellow world”串口打印。
2、利用GPIO开始使用按钮点亮你的“第一盏灯”。
3、利用 "软件定时器 " 定时0.5秒闪烁点亮一盏LED。
4 、了解PWM，更为深入地用PWM控制一盏LED的亮度变化。
5 、原生乐鑫SDK高级使用之封装Post与Get请求云端，拿到“天气预报信息”。
6 、了解 SmartConfig与Airkiss一键配网，无需把wifi名字密码写在固件里。
7 、了解 softAP热点配网模式原理，仿“机智云”定义自己的热点配网模式协议。
8、你要找的8266作为UDP、TCP客户端或服务端的角色通讯，都在这了。
9、 [小实战上篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。
10、 [小实战下篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。
11、8266接入阿里智能，点亮一盏LED灯，期待天猫精灵语音控制的不约而至！
12、图文并茂学习阿里云主机搭建8266MQTT服务器，实现移动网络远程控制一盏LED。
13、动手做个8266毕设小案例，smartConfig + MQTT协议轻松实现远程控制一盏LED。
14、esp8266的 FreeRtos系统学习的正确姿势 ------ 环境搭建、烧录。
15、esp8266的物联网又一股清流，8266接入阿里云平台非阿里智能的SDS服务，点亮一盏LED灯。
16、esp8266的基于Nonos移植红外线H1838，实现红外遥控器配网，远程控制一盏灯。
17、esp8266自研的快速上电开关五次 (开-关为一次) ，无需按键触发则8266进去一键配网模式。
18、 esp8266 基于NONOS 实现 OTA 远程升级，实现无线“ 热修复 ”升级固件程序。
19、 esp8266驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器，采集温湿度传感器到服务器。
20、深入学习esp8266的esp now模式，仿机智云做一个小网关，实现无需网络下彼此通讯交互数据。
21、浅谈 esp8266 如何在本地局域网网络情况下实现最大效率地和前端实现数据交互。
22、 esp8266的工程如何添加第三方静态库文件以及如何自定义文件夹，聊聊那些makeFile的事。
23、乐鑫esp8266 NONOS SDK 3.0编程使用 SPI 驱动基于Max7219芯片的八位数码管，显示日期信息。

二、RTOS SDK 带操作操作系统开发

23、再来一波 esp8266 基于 freeRtos系统连接自己私有的服务器实现OTA远程升级，接触下 lwip的基本知识。。
24、渗透学习回顾下esp8266的外置spi芯片25q系列，熟悉8266代码块在其的分布，得心应手放置图片或其他资料。
25、深聊下esp8266的串口 Uart 通讯中断编程，为您准备好了 NONOS 版本和 RTOS 系统的串口驱动文件。
26、 RTOS分析 MQTT 实现过程，实现移植 MQTT协议在 esp8266 rtos实时系统，可断线重连。
27、跟紧脚步，用VisualStudio Code开发 esp8266 rtos SDK v3.0版本，全新的 idf 框架，节省内存模块化开发。
28、教你轻松自如使用cJson在乐鑫 esp8266 如何解析一段json数据以及如何生成一段json数据。
29、百万条消息免费之乐鑫esp8266使用TCP直连模式MQTT协议接入阿里云物联网平台，支持私家服务器对接支持阿里云规则引擎。
30、使用 IIC总线驱动 0.96寸的OLED显示屏，显示天气预报信息。
31、当esp8266遇到 Html，该怎么内置网页控制设备，理清内置网页的实现过程，实现无需路由器手机也可以控制esp8266。
32、细聊HmacMD5的加密方法带来的安全性，并实践在esp8266上，最大保障传输的过程的信息的安全性。
33、如何优雅地像乐鑫原厂封装esp8266底层寄存器的逻辑思维，做成自己的静态库库文件，让第三方人使用？
34、乐鑫esp8266 NONOS SDK 3.0编程使用 SPI 驱动基于Max7219芯片的八位数码管，显示日期信息。
35、乐鑫esp8266芯片借助机智云平台做一个商业化的七彩RGB灯泡可调整体方案项目，炫彩夺目高大尚。
36、认识esp8266 Rtos 3.0 sdk 工程结构，esp8266如何向esp-idf工程靠近的，如何自定义头文件编译？
37、你要找的基本外设功能都在这里了，包括Gpio、Pwm 和 Uart 接口使用。
38、一篇文章带你搞掂存储技术 NVS 的认识和使用，如何利用NVS保存整型、字符串、数组以及结构体。
39、捋一捋微信公众号配网智能设备 esp8266 并绑定设备的过程，移植并成功实现在 esp8266 rtos3.1 。
40、基于乐鑫idf框架，研究出超稳定、掉线重连、解决内存泄露问题的Mqtt框架！支持esp8266和esp32！
43、esp8266-12模块基于rtos3.1版本ota功能远程空中升级固件，官网基础之上增加dns域名解析！
43、我又来了，基于rtos3.0版本 SDK编程 SPI 驱动 ws2812b 七彩灯，代码全部开源奉献给你们！
43、esp8266-12模块基于rtos3.0版本扫描周围获取附近可用的 Wi-Fi 热点路由器信息，同样适合esp32。
43、整理分享那些我在项目中常用的esp8266 rtos3.0版本的常见驱动，Button按键长短按、PWM平滑调光等。
43、内置仅1M的Esp8285，如何攻破最棘手的OTA问题，大大节省资源成本开发产品。
43、详细分析Esp8266上电信息打印的数据，如何做到串口通讯上电不乱码打印。
43、无需外网，如何实现在本地局域网与控制端做数据交换的一些开发经验。
43、迟来的1024程序员祝福，开源分享一个驱动 ds18b20 获取温度的工程。
43、aliyun sdk 直连接入阿里云物联网平台，实现天猫精灵找队友零配网功能和语音控制。
43、esp产品量产方案初入门之如何从外部读取 csv 文件的数据，比如从代码读取外部文件阿里云三元组。
43、体验下 Linux搭建 ESP8266_RTOS_SDK 3.0 最新环境的搭建和编译吧。
43、仅1M flash 的安信可 ESP-01S 模块，如何二次开发？如何对其 OTA 远程升级固件
43、分享在 esp8266 C SDK实现冷暖光色温平滑调节的封装，轻松集成到您的项目去。

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文章目录

前言
一、冷暖光的PWM关系；
- 2.1、色温的定义
- 2.2、PWM与指定的色温亮度的计算
二、相关API接口
三、其他
- 另外，不要把我的博客作为学习标准，我的只是笔记，难有疏忽之处，如果有，请指出来，也欢迎留言哈！

前言

技术需要沉淀，这是我日常更新 ESP8266 专题的第54篇文章啦！后续，我不知道会多久更新，但肯定会的！

昨天，我更新了一篇：

乐鑫Esp32学习之旅 24 分享在 esp32 SDK实现冷暖光色温RGB/HSV平滑调节的封装，轻松集成到您的项目去。

好像这不太受大家的欢迎，好吧！这些日积月累的经验，我就当是我汇集大海的一条条大河，只有待到正确时候，才会拥有洪荒之力助我成功；

这里透漏一个信息，下个月我自研的物联网xClouds架构就要开源和大家见面了，功能包括：

跨平台、开发快、全开源的宗旨；
微信公众号内 airkiss 配网和 MQTT 控制；
微信小程序内 smartConfig 配网和MQTT 控制；
设备端要求：支持 airkiss 配网和 MQTT 协议即可；
服务器端：有微信公众号业务和各云平台对接的业务，支持但不限于天猫精灵、小爱同学、小度音箱、Alexa音箱等；
扩展性强，支持用户二次开发，可私定义协议；
三端开源：设备端、服务器端、前端；

一、冷暖光的PWM关系；

我们在买灯具时候，一般看我们的灯支持怎么样的调节，比如只是单色，冷暖色，还是RGB七彩控制的。

一般地，家庭也就单色和冷暖光为多，而 RGB 是那些舞台音乐场景为多。所以，智能家居的灯具涉及，以单色和冷暖光为多，以 冷暖光为例，那些灯具的色温是怎么定义的？ PWM 又是如何输出这样的效果呢？ 这里，我一一为大家阐述：

2.1、色温的定义

任何一种属性都有单位，比如温度有摄氏度，而色温的单位是 卡尔文 ，简称 K，下面一图说明了：

色温数值越大，看到的效果越冷白；
~~误解：色温越大，就越暖光；~~
在这里插入图片描述

而我们常买的灯具又是如何产生这样的效果呢? 聪明的开发者，采用冷白灯珠和暖光灯具各自产生的亮度不一样，就有了以上的效果！

2.2、PWM与指定的色温亮度的计算

PWM平滑调光已经在目前最新的 master 分支实现了，例子位置在:

ESP8266_RTOS_SDK/tree/master/examples/peripherals/ledc

这里带带大家简单入门这个例子：

LEDC功能来源 ESP32 之鉴，ledc_timer_config_t 的配置分辨率尤其重要，例子是采用13位的LEDC_TIMER_13_BIT，又可以参照结构体设置其他分辨率；
配置 GPIO 引脚的方法，参考官方例子；
然后，我们最关心的是设置占空比方法的对应方法入参，ledc_set_fade_with_time(模式,通道,周期,渐变时间); 而设置周期的入参范围：[ 0 , 2的分辨率位数次方]，以13位分辨率举个例子，就是 2的13次方，即 2^13=8192。所以，设置是13位分辨率的话，入参范围为：【0,8192】。
还有重要一步，开始设置，类似 pwm_start()；采用 ledc_fade_start(模式,通道是否阻塞);，后面的阻塞和非阻塞可能有些不懂，就是等待这个方法函数执行完毕再下一个方法，而如果是非阻塞，直接返回执行下一个函数；

而目前 2020.4.30 我本人今天在跑这个例子时候，发现一个bug，现已提交上去，具体的issue链接在这： issues/883，对于这个bug我也是无脑解决，具体的解决方法在上述的链接里面；

以上就是的带领大家简单入门 LEDC 的例子，下面步入正题；

既然有2个灯珠同时在亮，各自的亮度不同来调节色温亮度，那么我们好奇的是如何通过 pwm 产生这样的关系呢？

很多人也许会这样说：色温大小就是暖色灯珠的亮度明暗，而亮度大小就是冷白灯珠的亮度明暗，这样的说话是错误的！

对于 PWM 和色温亮度的计算的公式，博主接触到很多公式，这里本人总结的为例，如下：

color_temperature ：用户预想的灯具色温数值，范围[2700，6500] ，这范围是参阿里飞燕平台的；
brightness ：用户预想的灯具的亮度数值，范围[0，100]
下面的 8192 的是从上面 13位定时器
计算过程如下，得到的cold_tmp是PWM冷灯珠的占空比，warm_tmp是PWM冷灯珠的占空比：

    int part = (APK_MAX_COLORTEMP - APK_MIN_COLORTEMP) / 100;
    int temp = APK_MAX_COLORTEMP - color_temperature;
    int tempWW = ((temp) / part);
    uint8_t outCW = (brightness - (brightness * tempWW / 100));
    uint8_t outWW = (brightness * tempWW / 100);
    int outBrightnessChannle = 8192 * outCW / 100;
    int outColortempChannle = 8192 * outWW / 100;

看了上面的计算步骤，是否很简单？我们可以假想一下：

效果1 中性光 ：
入参 color_temperature = 4096 ，brightness = 100 ；
代入公式后得到：outColortempChannle=4096 ，outBrightnessChannle =50 ；
效果2 最冷光 ：
入参 color_temperature = 8192 ，brightness = 100 ；
代入公式后得到：outColortempChannle=8192 ，outBrightnessChannle =0；
效果3 最暖光 ：
入参 color_temperature = 0，brightness = 100 ；
代入公式后得到：outColortempChannle=0，outBrightnessChannle =8192 ；

效果	预想的各路PWM输出	以上公式算出来的PWM输出	对比结果
中性光	2路一样亮度的输出	`warm_tmp`=4096 ，`cold_tmp` =4096	符合
最冷光效果	冷灯珠100亮度，暖灯珠0亮度	`warm_tmp`=8192 ，`cold_tmp` =0	反了
最暖光效果	冷灯珠 0亮度，暖灯珠100亮度	`warm_tmp`=0，`cold_tmp` =8192	反了

以上步骤，为啥结论是反了？因为上上图可以看到：色温数值越大表示越冷效果，意味着色温越大，其暖灯珠的PWM高电平占空比越小！ 那么我们如何纠正这个错误呢？

在这里插入图片描述

这不用我来说吧？把入参的 color_temperature 修改为即可：

color_temperature = 6500 - color_temperature + 2700

二、相关API接口

先看看我们的头文件，思路非常清晰，就是可开发性非常高。
根据自己的需求，修改 GPIO 引脚配置；

/***************  用户可修改 start **********************/
#define LEDC_FADE_TIME (2000)  //渐变时间
#define APK_MAX_COLORTEMP 6500 //用户定义最大的色温数值
#define APK_MID_COLORTEMP 4800 //用户定义中间的色温数值
#define APK_MIN_COLORTEMP 2700 //用户定义最小的色温数值
#define APK_MAX_COLOR 255      //用户定义最大的RGB数值

//pwm gpio口配置
#define CHANNLE_PWM_TOTAL 5 //五路

#define PWM_CW_OUT_IO_NUM 14 //冷灯珠
#define PWM_WW_OUT_IO_NUM 13 //暖灯珠
#define PWM_RED_OUT_IO_NUM 12 //红色灯珠
#define PWM_GREEN_OUT_IO_NUM 15 //绿色灯珠
#define PWM_BLUE_OUT_IO_NUM 5 //蓝色灯珠

//是否带有记忆功能
#define IS_SAVE_PARAMS true

/***************  用户可修改  end**********************/

typedef struct User_dev_status_t
{
    int Power;
    int Mode;
    int Brightness;
    int Colortemp;
    int Red;
    int Green;
    int Blue;
} User_dev_status_t;

/**
 * @brief  设置
 */
esp_err_t pwm_init_data(); //gpio初始化
esp_err_t light_driver_set_color_temperature(uint8_t color_temperature);
esp_err_t light_driver_set_brightness(uint8_t brightness);
esp_err_t light_driver_set_colorTemperature(int colorTemperature);
esp_err_t light_driver_set_ctb(const int brightness, const int color_temperature); //设置色温亮度
esp_err_t light_driver_set_rgb(const uint8_t red, const uint8_t green, const uint8_t blue);
esp_err_t light_driver_set_switch(bool status); //设置开关
esp_err_t light_driver_set_mode(uint8_t mode); //设置模式
esp_err_t light_driver_set_cycle(uint8_t nums); // 设置呼吸效果
esp_err_t light_driver_set_ctb_from_last(); //恢复上次的状态

三、其他

一般地，不能同时调节 RGB 和冷暖灯珠的；
具体的使用参考我的demo吧，也欢迎大家留言：
https://github.com/xuhongv/StudyInEsp8266/tree/master/47_ESP8266_Rtos3.0_Brightness_Colortemp

另外，不要把我的博客作为学习标准，我的只是笔记，难有疏忽之处，如果有，请指出来，也欢迎留言哈！

玩转esp8266带你飞、加群QQ群，不喜的朋友勿喷勿加：434878850
esp8266源代码学习汇总（持续更新，欢迎star）：https://github.com/xuhongv/StudyInEsp8266
esp32源代码学习汇总（持续更新，欢迎star）：https://github.com/xuhongv/StudyInEsp32
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