第 9 章：看懂 PWM 调光代码

本章任务

看懂"呼吸灯"的代码——对应第一册第 9 章的 PWM 实验：LED 从熄灭慢慢变亮，再慢慢变暗。

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

Pico 的每个 GPIO 都能输出 PWM，所以引脚不用刻意挑。

Mind+ 生成的典型代码

from machine import Pin, PWM     # 拿出 Pin 和 PWM 两个工具
import time                      # 拿出时间工具

pwm = PWM(Pin(0))                # 在 GP0 上开启 PWM 功能
pwm.freq(1000)                   # 频率设为 1000Hz：每秒闪 1000 次
                                 # 闪得这么快，人眼只感觉到"亮度"

while True:                                  # 一直重复（呼吸不停）
    # 第一段循环：占空比从 0 慢慢加到 65535 → 灯从灭变到最亮（吸气）
    for duty in range(0, 65536, 1024):       # duty 依次取 0, 1024, 2048……65535
        pwm.duty_u16(duty)                   # 把当前占空比输出到灯上
        time.sleep_ms(5)                     # 每档停 5 毫秒，变化才平滑

    # 第二段循环：占空比从 65535 慢慢减到 0 → 灯从最亮变灭（呼气）
    for duty in range(65535, -1, -1024):     # duty 依次取 65535, 64511……0
        pwm.duty_u16(duty)
        time.sleep_ms(5)

代码讲解

看懂这段代码只需抓住两个概念（第一册 9.1 讲过原理）：

• 频率 freq(1000)：灯每秒闪 1000 次。闪得太慢会看到一闪一闪，1000 次/秒时人眼完全感觉不到
• 占空比 duty_u16(duty)：每次闪的时候，"亮"占多大比例。范围 0~65535：
  • 0 = 一直不亮 = 灭
  • 32768 = 一半时间亮 = 半亮
  • 65535 = 一直亮 = 最亮

两个 for 循环就是让占空比像台阶一样一级级升上去、再一级级降下来——亮度就平滑变化了。range(0, 65536, 1024) 里的 1024 是"步长"：每次升 1024，共分 64 级。

运行效果

LED 像呼吸一样，缓慢变亮再变暗，循环往复。

常见坑

• duty_u16 最大是 65535，如果看到代码里写了超过这个值的数，是错误的
• 灯在一闪一闪而不是渐变：频率设太低了，正常是 1000
• 低亮度变化明显、高亮度变化不明显——这是人眼的特性，不是代码错了

想一想

1. 代码里两处 1024 如果改成 256，呼吸会变得更快还是更慢、更粗还是更细？

   💡 查看答案

   步长从 1024 改成 256，从 0 到 65535 要走的档数变成原来的 4 倍：每档延时不变的话，一次呼吸更慢（约 4 倍时间）、但更细腻——亮度过渡更平滑，看不出一档一档的感觉。

2. 两个 time.sleep_ms(5) 改成 sleep_ms(20)，一次完整呼吸会花更久还是更短？

   💡 查看答案

   更久。每一档停留时间变成 4 倍，档数没变，所以完整一次呼吸大约也花 4 倍的时间。想调呼吸节奏，改"步长"和"每档延时"都可以，效果相反的方向要分清。