目录
- RGB 灯珠呼吸灯实验
- RGB 灯珠实验概述
- 工作原理
- 组件清单
- 接线
- 程序代码
- 编译和执行
- Tips： Arduino常用的函数解释
- analogWrite(pin, value)函数
- analogRead(pin)函数
- 总结
RGB 灯珠呼吸灯实验
RGB 灯珠实验概述
1-三色LED黑板模块的PCB颜色为黑色，使用5MM全彩超高亮LED、带限流电阻防止烧坏LED。可接各种单片机，高电平点亮LED，方便易用。
在本课程中，您将使用PWM来控制RGBLED灯并使其显示不同的颜色。通过三种基色 LED分别点亮两个 LED时，它可以发出黄、紫、青色(如红、蓝两LED点亮时发出紫色光);若红、绿、蓝三种LED 同时点亮时，它会产生白光。如果有电路能使红、绿、蓝光LED分别两两点亮、单独点亮及三基色LED同时点亮，则他就能发出七种不同颜色的光来，于是就出现了七彩LED 灯的这种现象。
变色灯是由红®、绿(G)、蓝(B)三基色LED组成的。双色LED是我们一分熟悉的。一般由红光LED及绿光LED组成。它可以单独发出红光或绿光。若红光及绿光同时亮点时，红绿两光混合成黄色。RGB分为共阴和共阳两种，长引脚是公共端。
RGB 灯珠的原理图如下：
工作原理
RGB是从颜色发光的原理来设计定的，通俗点说它的颜色混合方式就好像有红绿、蓝三盏灯，当它们的光相互叠合的时候，色彩相混，而亮度却等于两者亮度之总和，越混合亮度越高，即加法混合
红、绿、蓝三盏灯的叠加情况，中心三色最亮的叠加区为白色，加法混合的特点:越叠加越明亮。
在这个实验中，我们也将使用PWM，如果你已经学过目前的课程，你肯定已经有了基本的了解。在这里，我们在RGBLED的三个引脚之间输入0到255之间的值，使其显示不同的颜色。
组件清单
Arduino UN0 R3 主板
USB 数据线
面包板
共阳RGB LED
220Ω电阻*3
若干跳线
本次采用RGB LED全彩模块，集成了限流电阻，直接接入开发板相应端口即可。
接线
(RGB的2号脚需要确认是共正(阳)共负(阴)，本次实验用的是共正的)，接线示意如图：
如采用RGB LED全彩模块，直接插入端口即可，如下：
程序代码
1.先实现当个颜色闪烁：
int redled =11; //定义数字11 接口为R
int greenled =10; //定义数字10 接口为G
int bullled =9; //定义数字9 接口为B
int currentled;
void setup()
{
pinMode(redled, OUTPUT);//定义红色小灯接口为输出接口
pinMode(bullled, OUTPUT); //定义黄色小灯接口为输出接口
pinMode(greenled, OUTPUT); //定义绿色小灯接口为输出接口
}
void loop() {
currentled = bullled; //当前点亮蓝灯bull
digitalWrite(currentled,1);//点亮LED
delay(1000);
digitalWrite(currentled,0);//关闭LED
delay(1000);
}
2.三个颜色轮流闪烁：
定义部分不用修改，调整loop中点亮代码：
void loop() {
digitalWrite(redled, HIGH);//点亮红色小灯
delay(1000);//延时1 秒
digitalWrite(redled, LOW); //熄灭红色小灯
digitalWrite(bullled, HIGH);//点亮黄色小灯
delay(200);//延时0.2 秒
digitalWrite(bullled, LOW);//熄灭黄色小灯
digitalWrite(greenled, HIGH);//点亮绿色小灯
delay(1000);//延时1 秒
digitalWrite(greenled, LOW);//熄灭绿色小灯
}
3.三个颜色由暗变亮，轮流闪烁：
采用analogWrite函数：
* Arduino PIN 11 =================== RGB pin1 red
* Arduino PIN 10 =================== RGB pin3 green
* Arduino PIN 9 =================== RGB pin4 blue
* Arduino GND =================== RGB pin2 GND
*
*/
#define RGB_RED 11
#define RGB_GREEN 10
#define RGB_BLUE 9
void setup()
{
pinMode(RGB_RED,OUTPUT);
pinMode(RGB_GREEN,OUTPUT);
pinMode(RGB_BLUE,OUTPUT);
}
void setColor(int red,int green,int blue)
{
analogWrite(RGB_RED,red);
// We need to make sure the PWM output is enabled for those pins
// that support it, as we turn it off when digitally reading or
// writing with them. Also, make sure the pin is in output mode
// for consistenty with Wiring, which doesn't require a pinMode
// call for the analog output pins.
analogWrite(RGB_GREEN,green);
analogWrite(RGB_BLUE,blue);
}
void loop()
{
int i;
for(i=0;i<256;i++)
{
setColor(i,0,0);
delay(10);
}
delay(500); //turn the RGB LED red smoth
for(i=0;i<256;i++)
{
setColor(0,i,0);
delay(10);
}
delay(500); //turn the RGB LED green smoth
for(i=0;i<256;i++)
{
setColor(0,0,i);
delay(10);
}
delay(500); //turn the RGB LED blue smoth
}
编译和执行
以第3步三个颜色由暗变亮，轮流闪烁为例，
点击屏幕左上角的对号，开始预编译，完成会显示内存占用等相关信息，如：
Global variables use 9 bytes (0%) of dynamic memory, leaving 2039 bytes for local variables. Maximum is 2048 bytes.
没有错误提示，点击右箭头，开始编译烧写：
avrdude: Version 6.3-20190619
Copyright (c) 2000-2005 Brian Dean, http://www.bdmicro.com/
Copyright (c) 2007-2014 Joerg Wunsch
System wide configuration file is "C:\Users\86131\AppData\Local\Arduino15\packages\arduino\tools\avrdude\6.3.0-arduino17/etc/avrdude.conf"
Using Port : COM26
Using Programmer : arduino
Overriding Baud Rate : 115200
AVR Part : ATmega328P
Chip Erase delay : 9000 us
PAGEL : PD7
BS2 : PC2
RESET disposition : dedicated
RETRY pulse : SCK
serial program mode : yes
parallel program mode : yes
Timeout : 200
StabDelay : 100
CmdexeDelay : 25
SyncLoops : 32
ByteDelay : 0
PollIndex : 3
PollValue : 0x53
Memory Detail :
Block Poll Page Polled
Memory Type Mode Delay Size Indx Paged Size Size #Pages MinW MaxW ReadBack
----------- ---- ----- ----- ---- ------ ------ ---- ------ ----- ----- ---------
eeprom 65 20 4 0 no 1024 4 0 3600 3600 0xff 0xff
flash 65 6 128 0 yes 32768 128 256 4500 4500 0xff 0xff
lfuse 0 0 0 0 no 1 0 0 4500 4500 0x00 0x00
hfuse 0 0 0 0 no 1 0 0 4500 4500 0x00 0x00
efuse 0 0 0 0 no 1 0 0 4500 4500 0x00 0x00
lock 0 0 0 0 no 1 0 0 4500 4500 0x00 0x00
calibration 0 0 0 0 no 1 0 0 0 0 0x00 0x00
signature 0 0 0 0 no 3 0 0 0 0 0x00 0x00
Programmer Type : Arduino
Description : Arduino
Hardware Version: 3
Firmware Version: 4.4
Vtarget : 0.3 V
Varef : 0.3 V
Oscillator : 28.800 kHz
SCK period : 3.3 us
avrdude: AVR device initialized and ready to accept instructions
Reading | ################################################## | 100% 0.00s
avrdude: Device signature = 0x1e950f (probably m328p)
avrdude: reading input file "C:\Users\86131\AppData\Local\arduino\sketches\12856D90A4E6203ADAFB53870945B3E6/RGB_Breathing_Light.ino.hex"
avrdude: writing flash (1318 bytes):
Writing | ################################################## | 100% 0.21s
avrdude: 1318 bytes of flash written
avrdude done. Thank you.
正常烧写无错误提示，在这里你应该看到 RGB LED 呈圆形闪烁，然后是红色，绿色，然后是蓝色，重复循环显示。
Tips： Arduino常用的函数解释
引自Arduino常用的函数解释
analogWrite(pin, value)函数
analogWrite()函数的作用，是输出脉宽调制信号（PWM）到指定的PWM引脚。PWM信号可以用来控制LED的亮度或者直流马达的转速，如果你使用analogWrite()函数输出PWM信号时，已自动设置引脚为输出模式，不需要再使用pinMode()函数去设置引脚模式。
为什么会这样？这是因为Arduino的analogWrite()函数被设计为专门用于PWM支持的数字引脚。当你调用analogWrite(pin, value)时，它会检查这个引脚是不是PWM引脚，如果pin是有效的PWM引脚，该函数会首先确保该引脚被配置为输出模式（如果它还不是的话），然后生成具有指定占空比的PWM信号。
这种设计简化了PWM信号输出的过程，因为用户不需要关心引脚的模式设置。你只需要知道哪些引脚支持PWM，并将它们用于需要PWM信号输出的场景。
然而，值得注意的是，如果你试图在一个不支持PWM的数字引脚上使用analogWrite()函数，Arduino IDE通常会抛出一个错误或警告，告诉你该引脚不支持PWM输出。
此外，虽然analogWrite()自动处理了引脚的模式设置，但在编写Arduino程序时，明确地使用pinMode()来设置引脚模式仍然是一个好习惯。这有助于提高代码的可读性和可维护性，并减少因引脚模式设置不当而导致的潜在问题。
这里需要注意的一点就是：PWM信号它并不是真正的模拟信号，这是一种模拟信号的数字近似，通过快速切换高电平和低电平来实现。所以说，PWM引脚时数字引脚，不是模拟引脚，pin不要选择模拟引脚，也不要选择非PWM引脚，多数Arduino板使用3，5，6，9，10，11共6只引脚输出PWM信号（数字的前面又波浪号）。value值为0-255。
analogRead(pin)函数
analogRead()函数的作用是读取模拟输入引脚电压0-5V，并转换成数字0-1023。pin的值就是模拟引脚的编号A0-A5。因为内部使用了10位的模拟/数字转换器，所以analogRead()函数返回值为整数0-1023。
总结
1.了解RGB 灯珠的显色原理；
2.PWM类analogWrite函数的使用。
