Arduino基础入门篇09—会呼吸的灯

本篇使用Arduino模拟输出功能，通过PWM脉宽调制来控制LED灯亮度，使其呈现呼吸灯效果。

1. 模拟信号

数字信号是以0、1表示的电平不连续变化的信号，而模拟信号则是用连续变化的物理量来表示信息的，信号随着时间连续变化。在我们生活中接触到的大多数都是模拟信号，例如声音、光照、温度的变化等。

在我们的Uno R3开发板上，第3、5、6、9、10、11引脚具有PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)功能。

通过使用analogWrtie()函数，在指定的引脚上通过高低电平的不断转换输出一个周期固定的方波，通过改变高低电平在每个周期中所占的比例（占空比），进而得到不同的电压输出。

当一个周期内高电平出现时间长一些时，输出电压就会高一些，LED灯更亮一些。当高电平出现的时间短一些时，输出电压就会低一些，LED灯亮度则会暗一些。

2. 实验材料

• Uno R3开发板
• 配套USB数据线
• 面包板及配套连接线
• 1个LED灯
• 1个220Ω限流电阻

3. 实验步骤

1. 根据原理图搭建电路。

   直插LED灯正极连接限流电阻，电阻另一端连接开发板第3引脚，LED灯负极接开发板GND。

   实验原理图如下图所示：

   实验原理图

   实物连接图如下图所示：

   实物连接图

2. 新建sketch，拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。

    /*
     * Breath
     * 通过模拟输出PWM控制LED灯，改变其亮度，达到呼吸效果
     */
     
    int ledPin = 3;
    
    void setup ()
    {
      pinMode(ledPin,OUTPUT);
    }
    
    void loop()
    {
      for (int a=0; a<=255;a++)                //循环语句，控制PWM亮度的增加
      {
        analogWrite(ledPin,a);
        delay(8);                             //当前亮度级别维持的时间,单位毫秒            
      }
      for (int a=255; a>=0;a--)             //循环语句，控制PWM亮度减小
      {
        analogWrite(ledPin,a);
        delay(8);                             //当前亮度的维持的时间,单位毫秒  
      }
    
    }
   

3. 连接开发板，设置好对应端口号和开发板类型，进行程序下载。

   程序下载

4. 实验现象

LED灯由亮变暗，又由暗变量。

实验现象

5. 函数介绍

analogWrite()

• 描述：在指定引脚输出指定占空比的PWM方波。
• 函数原型：analogWrite(pin, value)
• 参数：
  • pin:输出引脚。
  • value:占空比。介于0和255之间。
• 返回值：没有。

6. 实验分析

程序中使用analogWrite()函数，通过两个for循环，逐渐改变输出PWM占空比，进而改变LED灯的亮度。两个for循环中都有延时语句，是为了让我们肉眼能观察到亮度调节的效果。