第 9 章：看懂 PWM 调光代码

本章任务

看懂"呼吸灯"的 Arduino C++ 代码——对应第一册第 9 章的实验，和第二册第 9 章是同一个任务。

接线回顾

元件	Pico 引脚	说明
LED 长脚（正极）	GP0	PWM 信号
LED 短脚（负极）	经 100Ω 电阻接 GND	限流保护

RP2040 的所有 GPIO 都支持 PWM（不像 Arduino UNO 只有带 ~ 的引脚才能用），所以代码里换哪个引脚都行。

Mind+ 生成的典型代码

const int LED_PIN = 0;   // LED 接在 GP0

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);   // 设为输出模式
}

void loop() {
  // 吸气：亮度从 0 慢慢升到 255（最亮）
  for (int duty = 0; duty <= 255; duty += 4) {
    analogWrite(LED_PIN, duty);   // 输出当前亮度
    delay(5);                     // 每一档停 5 毫秒，肉眼才能看到渐变
  }

  // 呼气：亮度从 255 慢慢降到 0（熄灭）
  for (int duty = 255; duty >= 0; duty -= 4) {
    analogWrite(LED_PIN, duty);
    delay(5);
  }
}

代码讲解

核心就一个新"单词"：analogWrite(引脚, 亮度)——输出 PWM 信号，亮度范围 0~255（0 全灭、128 半亮、255 全亮）。

两个 for 循环分别负责"吸气"和"呼气"：

• for (int duty = 0; duty <= 255; duty += 4)：亮度变量 duty 从 0 开始，每次加 4，一直加到 255——灯越来越亮
• for (int duty = 255; duty >= 0; duty -= 4)：反过来每次减 4——灯越来越暗
• 每变一档停 5 毫秒，变化足够慢，眼睛看到的就是平滑的"呼吸"

和第二册对照：Python 版亮度范围是 0~65535（duty_u16），这里是 0~255，换算关系是"× 257"。原理完全一样：占空比决定等效亮度。频率不用管，Arduino 默认约 1kHz，人眼看不出闪烁。

运行效果

LED 缓慢变亮再变暗，循环往复，像呼吸一样——和积木版、Python 版的效果完全一致。

常见坑

• analogWrite 的亮度值是 0~255，看到代码里写 65535 那一定是 Python 版，别搞混
• for 循环的三段之间是分号：for (int duty = 0; duty <= 255; duty += 4)，写成逗号编译就报错
• 如果灯在"闪"而不是"渐变"：检查代码里是不是误用了 digitalWrite（它只会全开全关，没有中间亮度）

想一想

1. 步长从 4 改成 1，呼吸会更细腻还是更粗糙？delay(5) 要不要跟着改？

   💡 查看答案

   步长改小 → 档位变多 → 更细腻，但一次完整呼吸也会变慢（约 4 倍）。如果想保持原来的速度，要把 delay(5) 跟着调小（比如 delay(1)）。

2. 想让呼吸快一倍，最少要改哪几个数字？

   💡 查看答案

   最少改一个：把两个 delay(5) 都改成 delay(2)（约快一倍多），或者把两处步长 4 都改成 8。注意两处要一起改，不然"吸气"和"呼气"速度不一样。

3. 打开第二册第 9 章，对比 for (int duty = 0; duty <= 255; duty += 4) 和 for duty in range(0, 65536, 1024)——同一件事，两种语言的循环写法差别在哪？

   💡 查看答案

   三要素（起点、终点、步长）都在，只是摆放方式不同：C++ 把"初始化；继续条件；每轮步进"写在一行括号里，用分号隔开；Python 把三要素交给 range() 函数。另外范围不同（0~255 vs 0~65535），但"从暗到亮逐档加"的思路完全一样。