## 实验十 插件RGB模块调节LED颜色 ![img](./media/wps117.png) **实验说明** 在这个套件中，有一个Keyes DIY电子积木 共阴RGB模块，它采用F10-全彩RGB雾状共阴LED元件。控制时，我们需要将模块R G B连接单片机PWM口，剩下那个管脚接GND（共阳RGB的话剩下那个管脚接VCC）。 实验中，我们通过测试代码，控制RGB模块显示几个常见的颜色。 **实验原理** ![image-20260421184259622](./media/image-20260421184259622.png) 那么什么是PWM呢？PWM是使用数字手段来控制模拟输出的一种手段。使用数字控制产生占空比不同的方波（一个不停在高电平与低电平之间切换的信号)来控制模拟输出。一般来说端口的输入电压只有两个0V与3.3V，也就是低电平和高电平。如果想要改变灯的亮度怎么办呢个？有同学说串联电阻，对，这个方法是正确的。但是，如果想要得到不同的亮度，且在不同亮度之间来回变动怎么办呢？不可能不停地切换电阻吧。这种情况下就需要使用PWM了，那它是怎么控制的呢？ 数字端口电压输出只有LOW与HIGH两个，对应的就是0V与3.3V的电压输出，可以把LOW定义为0，HIGH定义为1，1秒内让单片机输出500个0或者1的信号。如果这500个全部为1，那就是完整的3.3V，如果全部为0，那就是0V。如果010101010101这样输出，刚好一半，端口输出的平均电压就为1.65V了。这个和放映电影是一个道理，咱们所看的电影并不是完全连续的，它其实是每秒输出25张图片。在这种情况下，人的肉眼是分辨不出来的，看上去就是连续的了。PWM也是同样的道理，如果想要不同的电压，就控制0与1的输出比例控制就可以了。当然这和真实的连续输出还是有差别的，单位时间内输出的0,1信号越多，控制的就越精确。 那么我们这个实验就是要通过调节3个PWM值，控制LED元件显示红光、绿光和蓝光的比例，从而控制RGB模块上LED显示不同颜色灯光。当设置的PWM值越大，对应显示的颜色比例越重。理论上来说，通过调节这3中颜色光的混合比例，可以模拟出所有颜色的灯光。 ![img](./media/wps119.jpg) **实验器材** | ![img](./media/wps120.jpg) | ![img](./media/wps121.jpg) | ![img](./media/wps122.jpg) | ![img](./media/wps123.png) | ![img](./media/wps124.jpg) | | -------------------------- | -------------------------- | ------------------------------- | -------------------------- | -------------------------- | | Raspberry Pi Pico板*1 | Raspberry Pi Pico扩展板*1 | keyes DIY电子积木 共阴RGB模块*1 | 防反插4Pin*1 | MicroUSB线*1 | **接线图** ![img](./media/wps125.png) **测试代码** 代码1： ```c /* * Keyes Starter Kit for Raspberry Pi Pico * lesson 10.1 * rgb_1 */ int redPin = 9; //定义红色接GP9 int greenPin = 10; //定义绿色接GP10 int bluePin = 11; //定义蓝色接GP11 void setup(){ //输出口都设置为输出模式 pinMode(redPin, OUTPUT); pinMode(greenPin, OUTPUT); pinMode(bluePin, OUTPUT); } void loop(){ //红色 digitalWrite(redPin,HIGH); digitalWrite(greenPin,LOW); digitalWrite(bluePin,LOW); delay(1000); //绿色 digitalWrite(redPin,LOW); digitalWrite(greenPin,HIGH); digitalWrite(bluePin,LOW); delay(1000); //蓝色 digitalWrite(redPin,LOW); digitalWrite(greenPin,LOW); digitalWrite(bluePin,HIGH); delay(1000); } ``` 代码2： ```c /* * Keyes Starter Kit for Raspberry Pi Pico * lesson 10.2 * rgb_2 */ int redPin = 9; //定义红色接GP9 int greenPin = 10; //定义绿色接GP10 int bluePin = 11; //定义蓝色接GP11 void setup() { pinMode(redPin, OUTPUT); pinMode(greenPin, OUTPUT); pinMode(bluePin, OUTPUT); } void loop() { //红色(255, 0, 0) analogWrite(9, 255); analogWrite(10, 0); analogWrite(11, 0); delay(1000); //橙色(255, 97, 0) analogWrite(9, 255); analogWrite(10, 97); analogWrite(11, 0); delay(1000); //黄色(255, 255, 0) analogWrite(9, 255); analogWrite(10, 255); analogWrite(11, 0); delay(1000); //绿色(0, 255, 0) analogWrite(9, 0); analogWrite(10, 255); analogWrite(11, 0); delay(1000); //蓝色(0, 0, 255) analogWrite(9, 0); analogWrite(10, 0); analogWrite(11, 255); delay(1000); //青色(0, 255, 255) analogWrite(9, 0); analogWrite(10, 255); analogWrite(11, 255); delay(1000); //紫色(160, 32, 240) analogWrite(9, 160); analogWrite(10, 32); analogWrite(11, 240); delay(1000); } ``` **代码说明** 代码1说明： 1. 代码1中，R G B代表控制模块上 LED对应的红绿蓝3种颜色对应的端口，根据接线图我们接到了GP9 GP10 GP11，设置为9 10 11，后面设置对应高低，设置GRB LED中红绿蓝3个灯是否会亮，设置为高（对应数字口为高电平），对应的颜色就亮。 2. 现在观察代码，这个代码非常简单，只是简单的控制模块上RGB LED显示红色1秒、 绿色1秒、蓝色1秒，循环交替。 代码2说明： 1.代码2中，我们使用到了PWM输出，根据接线图我们接到了GP9 GP10 GP11，设置为9 10 11。后面设置数据代表设置模块上LED 红绿蓝颜色的比例，设置的数据越大（对应的PWM值越大），设置该颜色的比例越大。(注意：pico的PWM输出正常为0~65535，这里我们使用arduino IDE调到了0~255)。 2.实验中我们通过设置对应数值，调节RGB LED上红绿蓝颜色比例，从而控制RGB LED显示对应颜色。所以理论上来说可以设置的颜色有256*256*256种（详细可参考下面常用RGB颜色表）。 **常用RGB颜色表** | | R | G | B | | R | G | B | | R | G | B | | ----------- | ---- | ---- | ---- | ----------- | ---- | ---- | ---- | -------- | ---- | ---- | ---- | | 黑色 | 0 | 0 | 0 | 黄色 | 255 | 255 | 0 | 浅灰蓝色 | 176 | 224 | 230 | | 象牙黑 | 41 | 36 | 33 | 香蕉色 | 227 | 207 | 87 | 品蓝 | 65 | 105 | 225 | | 灰色 | 192 | 192 | 192 | 镉黄 | 255 | 153 | 18 | 石板蓝 | 106 | 90 | 205 | | 冷灰 | 128 | 138 | 135 | dougello | 235 | 124 | 85 | 天蓝 | 135 | 206 | 235 | | 石板灰 | 112 | 128 | 105 | forum gold | 255 | 227 | 132 | | | | | | 暖灰色 | 128 | 128 | 105 | 金黄色 | 255 | 215 | 0 | 青色 | 0 | 255 | 255 | | | | | | 黄花色 | 218 | 165 | 105 | 绿土 | 56 | 94 | 15 | | 白色 | 255 | 255 | 255 | 瓜色 | 227 | 168 | 105 | 靛青 | 8 | 46 | 84 | | 古董白 | 250 | 235 | 215 | 橙色 | 255 | 97 | 0 | 碧绿色 | 127 | 255 | 212 | | 天蓝色 | 240 | 255 | 255 | 镉橙 | 255 | 97 | 3 | 青绿色 | 64 | 224 | 208 | | 白烟 | 245 | 245 | 245 | 胡萝卜色 | 237 | 145 | 33 | 绿色 | 0 | 255 | 0 | | 白杏仁 | 255 | 235 | 205 | 桔黄 | 255 | 128 | 0 | 黄绿色 | 127 | 255 | 0 | | cornsilk | 255 | 248 | 220 | 淡黄色 | 245 | 222 | 179 | 钴绿色 | 61 | 145 | 64 | | 蛋壳色 | 252 | 230 | 201 | | | | | 翠绿色 | 0 | 201 | 87 | | 花白 | 255 | 250 | 240 | 棕色 | 128 | 24 | 24 | 森林绿 | 34 | 139 | 34 | | gainsboro | 220 | 220 | 220 | 米色 | 163 | 148 | 128 | 草地绿 | 124 | 252 | 0 | | ghostWhite | 248 | 248 | 255 | 锻浓黄土色 | 138 | 54 | 15 | 酸橙绿 | 50 | 205 | 50 | | 蜜露橙 | 240 | 255 | 240 | 锻棕土色 | 135 | 51 | 36 | 薄荷色 | 189 | 252 | 201 | | 象牙白 | 250 | 255 | 240 | 巧克力色 | 210 | 105 | 30 | 草绿色 | 107 | 124 | 35 | | 亚麻色 | 250 | 240 | 230 | 肉色 | 255 | 125 | 64 | 暗绿色 | 48 | 128 | 20 | | navajoWhite | 255 | 222 | 173 | 黄褐色 | 240 | 230 | 140 | 海绿色 | 46 | 139 | 87 | | old lace | 253 | 245 | 230 | 玫瑰红 | 188 | 143 | 143 | 嫩绿色 | 0 | 255 | 127 | | 海贝壳色 | 255 | 245 | 238 | 肖贡土色 | 199 | 97 | 20 | | | | | | 雪白 | 255 | 250 | 250 | 标土棕 | 115 | 74 | 18 | 紫色 | 160 | 32 | 240 | | | | | | 乌贼墨棕 | 94 | 38 | 18 | 紫罗蓝色 | 138 | 43 | 226 | | 红色 | 255 | 0 | 0 | 赫色 | 160 | 82 | 45 | jasoa | 160 | 102 | 211 | | 砖红 | 156 | 102 | 31 | 马棕色 | 139 | 69 | 19 | 湖紫色 | 153 | 51 | 250 | | 镉红 | 227 | 23 | 13 | 沙棕色 | 244 | 164 | 96 | 淡紫色 | 218 | 112 | 214 | | 珊瑚色 | 255 | 127 | 80 | 棕褐色 | 210 | 180 | 140 | 梅红色 | 221 | 160 | 221 | | 耐火砖红 | 178 | 34 | 34 | | | | | | | | | | 印度红 | 176 | 23 | 31 | 蓝色 | 0 | 0 | 255 | | | | | | 栗色 | 176 | 48 | 96 | 钴色 | 61 | 89 | 171 | | | | | | 粉红 | 255 | 192 | 203 | dodger blue | 30 | 144 | 255 | | | | | | 草莓色 | 135 | 38 | 87 | jackie blue | 11 | 23 | 70 | | | | | | 橙红色 | 250 | 128 | 114 | 锰蓝 | 3 | 168 | 158 | | | | | | 蕃茄红 | 255 | 99 | 71 | 深蓝色 | 25 | 25 | 112 | | | | | | 桔红 | 255 | 69 | 0 | 孔雀蓝 | 51 | 161 | 201 | | | | | | 深红色 | 255 | 0 | 255 | 土耳其玉色 | 0 | 199 | 140 | | | | | **测试结果** 上传测试代码1成功，上电后，模块上RGB LED循环显示红绿蓝3种颜色，间隔时间为1秒。上传测试代码2成功，上电后，模块上RGB LED显示红橙黄绿蓝青紫白7种颜色，循环不止，间隔时间为1秒。 ![img](./media/wps126.png)