LED调光

PWM信号除了可以控制舵机，打开和关闭LED外，还可以控制LED的亮度，让LED的亮度淡入淡出，如下图所示。这也是一种从数字引脚获取可变输出的常用方法：

物料元件

要完成这个实验，需要准备以下物料：

• 5mm或3mm的LED，1个
• 100欧姆的电阻，1个
• 导线，若干
• 面包板（可选，连接电路更方便）

将元件连接起来

在本例中，使用pyboard的X1引脚，可以输出PWM信号的引脚，将电阻器的一端连接到X1，另一端连接到LED的正极，即较长的一端，将LED的负极接地。

代码

通过pyboard的快速参考，可以知道pyboard的X1连接到定时器5的通道1（TIM5 CH1），因此，首先为定时器5创建一个定时器对象，然后为通道1创建一个定时器通道对象：

from pyb import Timer
from time import sleep

# 创建频率为100赫兹定时器5
tim = pyb.Timer(5, freq=100)
tchannel = tim.channel(1, Timer.PWM, pin=pyb.Pin.board.X1, pulse_width=0)

PWM 中 LED 的亮度是通过控制脉宽来控制的，即 LED 每个周期的亮灯时间。定时器频率为 100 Hz 时，每个周期为 0.01 秒，即 10 毫秒。

为了实现本教程开头所示的渐变效果，我们需要将脉宽设置为一个较小的值，然后缓慢增加脉宽以增亮 LED，当达到某个最大亮度时再重新开始：

# 最大和最小脉冲宽度分别对应最大和最小亮度
max_width = 200000
min_width = 20000

# 每一步脉冲宽度的变化量
wstep = 1500
cur_width = min_width

while True:
  tchannel.pulse_width(cur_width)
  #这决定了改变脉冲宽度的频率，类似于每秒帧数
  sleep(0.01)

  cur_width += wstep

  if cur_width > max_width:
    cur_width = min_width

呼吸效果

要实现呼吸效果，即LED从暗到亮再从亮到暗，只需在达到最大亮度时将wstep的符号反转，并在最小亮度时再次反转即可，为此，可将while循环修改为：

while True:
  tchannel.pulse_width(cur_width)

  sleep(0.01)

  cur_width += wstep

  if cur_width > max_width:
    cur_width = max_width
    wstep *= -1
  elif cur_width < min_width:
    cur_width = min_width
    wstep *= -1

高级练习

上面的代码运行时，可以观察到LED的亮度似乎减弱得很慢，但却增加得很快。这是因为眼睛对亮度的理解是对数的（韦伯定律），而LED的亮度是线性变化的，即每次变化的量相同。可以进一步考虑如何解决这个问题？(提示：对数函数的反函数是什么？）

补充

除了PWM之外，还可以使用数模转换器 (DAC) 来达到同样的效果。PWM方法的优点是每次驱动LED的电流相同，但时间长短不同，这样可以更好地控制亮度，因为LED的驱动电流和亮度之间并不一定呈线性关系。