1.6. 三基色LED

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1.6.1. 基本原理

根据色度空间理论，R/G/B三种颜色不同亮度组合，可以综合出任一颜色，这是三基色LED的理论依据。

三基色LED也称全彩LED，内部是由RGB三种颜色的LED组成的，控制三种基色LED的亮度，最终组合出不同的综合颜色。

三基色LED有两种：共阴三基色LED和共阳三基色LED，如下图所示。

上图右图示一款插脚封装的共阳三基色LED实物图及引脚定义。

1.6.2. 硬件电路

既然三基色LED是封装在一起的三个不同颜色的LED，LED的正极连在一起引出（共阳）或LED的负极连在一起引出（共阴）。

那么，三基色LED在电路中接法的接法，就相当于3个共用公共端的LED。

共阴三基色LED，在电路中的接法如下：

共阴三基色LED的控制逻辑：

a. IO输出高电平(value=1)，LED点亮；IO输出低电平(value=0)，led熄灭；

b. 与micropython的pwm占空比一致；

共阳三基色LED，在电路中的接法如下：

共阳三基色LED的控制逻辑：

a. IO输出高电平(value=1)，LED熄灭；IO输出低电平(value=0)，led点亮；

b. 与micropython的pwm占空比相反，故赋值占空比时使用1023-duty；

示意图中：

R01=R02=R03=1K。

R、G、B通道电流。

1.6.3. 程序设计（以共阴三基色LED为例）

案例描述：按1Hz的频率循环切换红、绿、蓝

需求分析：LED点亮的条件是两端有合适的电压，共阴三基色Led的公共端接地，则点亮的通道需高电平（PWM的占空比duty是高电平占比，可以直接赋值）。控制单路LED的亮度可以使用PWM技术（频率100hz，duty控制亮度0~1023)，红色时R支路duty=1023、G/B支路duty=0，绿色时G支路duty=1023、B/R支路duty=0，蓝色时B支路duty=1023、G/R支路duty=0。

代码实现：

from machine import Pin,PWM

from time import sleep

#r/g/b实例

r = PWM(Pin(18,Pin.OUT),freq=100,duty=1023)

g = PWM(Pin(19,Pin.OUT),freq=100,duty=1023)

b = PWM(Pin(21,Pin.OUT),freq=100,duty=1023)

#[红、绿、蓝]

color_ary = [[1023,0,0],[0,1023,0],[0,0,1023]]

#计数器

i = 0

#循环

while True:

    #配置各通道duty

    print("%d:r->%d,g-%d,b-%d" %(i,color_ary[i][0],color_ary[i][1],color_ary[i][2]))

    r.duty(color_ary[i][0])

    g.duty(color_ary[i][1])

    b.duty(color_ary[i][2])

    #指向下一颜色

    i = i+1

    if(i>2):

        i = 0

    #延时1S

    sleep(1)

1.6.4. 函数

项目开发中，为了提高代码的可读性、复用性、层次感等，可以将具有独立功能的代码打包成函数，方便多处调用，如上节中显示颜色的语句可以打包成函数，具体代码如下：

from machine import Pin,PWM

from time import sleep

#r/g/b实例

r = PWM(Pin(18,Pin.OUT),freq=100,duty=0)

g = PWM(Pin(19,Pin.OUT),freq=100,duty=0)

b = PWM(Pin(21,Pin.OUT),freq=100,duty=0)

#[红、绿、蓝]

color_ary = [[1023,0,0],[0,1023,0],[0,0,1023]]

#函数演示

def color(r_value,g_value,b_value):

    r.duty(r_value)

    g.duty(g_value)

    b.duty(b_value)

#计数器

i = 0

#循环

while True:

    #配置各通道duty

    color(color_ary[i][0],color_ary[i][1],color_ary[i][2])

    #指向下一颜色

    i = i+1

    if(i>2):

        i = 0

    #延时1S

    sleep(1)

1.6.5. 其他测试

观察r、g、b通道不同duty时的颜色变化。

from machine import Pin,PWM

from time import sleep

#r/g/b实例

r = PWM(Pin(18,Pin.OUT),freq=100,duty=0)

g = PWM(Pin(19,Pin.OUT),freq=100,duty=0)

b = PWM(Pin(21,Pin.OUT),freq=100,duty=0)

#[红、绿、蓝]

color_ary = [[1023,0,0],\

          [0,1023,0],\

          [0,0,1023],\

          [511,511,511],\

          [0,511,511],\

          [511,0,511],\

          [511,511,0]]

#函数演示

def color(r_value,g_value,b_value):

    r.duty(r_value)

    g.duty(g_value)

    b.duty(b_value)

#计数器

i = 0

#循环

while True:

    #配置各通道duty

    print("%d:r->%d,g-%d,b-%d" \

          %(i,color_ary[i][0],color_ary[i][1],color_ary[i][2]))

    color(color_ary[i][0],color_ary[i][1],color_ary[i][2])

    #指向下一颜色

    i = i+1

    if(i>(len(color_ary)-1)):

        i = 0

    #延时1S

    sleep(1)

理论上，三基色不同亮度可以混合出全彩效果，这就是LED显示器的工作原理，LED显示器的最小显示单元就是3基色LED。

小知识：python跨行代码使用“\”。