【炫彩 RGB LED】基于Mind+Arduino入门教程05

单色LED我们就讲到这里了，现在介绍一种新的LED——RGB LED。之所以叫RGB，是因为这个LED是由红(Red)、绿(Green)和蓝(Blue)三色组成。我们电脑的显示器也是由一个个小的红、绿、蓝点组成的。可以通过调整三个LED中每个灯的亮度就能产生不同的颜色。这个项目就是教你通过一个RGB小灯随机产生不同的炫彩颜色。我们可以先感性的看一下，按下图连接硬件并输入代码。

连接之前，先判别RGB是共阴还是共阳，如果不是很清楚，可以先跳到这个项目的硬件部分介绍。连接时，还需注意引脚的顺序，可参照右边的引脚图。

图 5-1炫彩RGB LED连线图

输入样例程序5-1所示程序。本项目中需要声明一个可以输入参数的函数，函数的创建步骤之前已经讲解。在新建函数时，如下图，点击框中的“添加输入项”即可命名输入参数的名称。

点住并拖曳“red”这一参数，能够像其他变量一样使用。并且它是个局部变量，仅可以在这一函数中调用。

样例程序 5-1：

代码下载完成后，我们可以看到LED颜色呈现随机的变化，不只是单一的一种颜色。

本项目的C代码如下。接下来我们将依次学习每一行代码的意义

1. // 函数声明  

2. void colorRGB(float red, float green, float blue);  

3.   

4.   

5. // 主程序开始  

6. void setup() {  

7.      dfrobotRandomSeed();

8. }  

9. void loop() {  

10.     colorRGB((random(0, 255+1)), (random(0, 255+1)), (random(0, 255+1)));  

11.     delay(1000);  

12. }  

13.   

14.   

15. // 自定义函数  

16. void colorRGB(float red, float green, float blue) {  

17.     analogWrite(9, (constrain(red, 0, 255)));  

18.     analogWrite(10, (constrain(green, 0, 255)));  

19.     analogWrite(11, (constrain(blue, 0, 255)));  

20. }  

来分析一下，其实一个RGB灯，就是我们前面讲的单色LED的结合体，内部集成了三个LED，也就需要用三个数字PWM口来控制。

程序最主要的部分，也就是主函数。主函数中调用了一个自己创建的函数colorRGB()，函数有三个传递参数，用于写入Red、Green、Blue的值，也就是0~255的值。

使用函数的好处在于，之后我们想调到某个颜色的时候，只要接给这三个参数赋值就可以了。不需要重复写analogWrite()函数，使程序变得冗长。

这段函数中，我们比较陌生的就是constrain()和random()这两个函数。

我们上一个项目的课后作业部分提到的两个网站。通过那个方法，能否尝试自己来学习一下这两个函数。

￭ constrain（x, a, b）

constrain()函数需要3个参数：x、a和b。这里x是一个被约束的数，a是最小值，b是最大值。如果值小于a，则返回a。如果大于b，则返回b。

回到我们的程序，red、green、blue值是被约束数，约束范围在0~255，也就是我们PWM值的范围。它们的值来源于random()函数随机产生。

￭ dfrobotRandomSeed();

dfrobotRandomSeed()函数用来设置随机数种子、初始化随机数生成器。利用模拟量引脚（A6、A7）来读取空气中不确定的模拟噪声，用它来做随机种子，可获取到更加理想的随机数。

￭ random（min,max）

random()函数用于生成一个随机数，min是随机数的最小值，max是随机数的最大值，生成[min, max-1]范围的随机数.。在代码中写为“255+1”是因为Mind+在转化图形指令的时候，为了确保能random()函数能够取到255这个值。关于random()函数的其他用法，可以参看手册。

RGB灯

RGB灯有4个引脚，R、G、B三个引脚连接到LED灯的一端，还有一个引脚是共用的正极（阳）或者共用的阴极（负）。我们这里选用的是共阴RGB。看下图5-2，展示了三个LED如何华丽蜕变为一个RGB的过程，R、G、B其实就是三个LED的正极，把它们的负极拉到一个公共引脚上了，它们公共引脚是负极，所以称之为共阴RGB。

 图 5-2  3个LED蜕变为1个RGB的过程

RGB灯如何使用呢？如何实现变色呢？

RGB只是简单的把三个颜色的LED灯封装在一个LED中。只要当做三个灯使用就可以了。我们都知道红色、绿色、蓝色是三原色，Arduino通过PWM口对三种颜色明暗的调节，也就analogWrite(value)语句，就能让LED调出任何你想要的颜色。

图 5-3  混合R、G、B获得不同的颜色

  表 5-1  不同LED的PWM值所组合产生的颜色

表5-1只是罗列了几种典型的颜色，可调的色彩远多于上表所示的，使用PWM可以产生0~255之间的全部颜色，共16777216种颜色（256×256×256）。不妨可以动手尝试一下，设置三个LED的PWM值来，随意切换颜色吧！

上面我们还遗留一个问题——共阴与共阳在使用上有什么区别？共阳RGB就是把正极拉到一个公共引脚，其他三个端则是负极。下图是可以看出，外表上共阴共阳没有任何区别。

然而在使用上是有区别的，区别分为以下两点：

（1）接线中的改变，共阳的话，共用端需要接5V，而不是GND，否则LED不能被点亮。

（2）第二点就是，在颜色的调配上，与共阴是完全相反的。

举个例子：共阴RGB显示红色为R-255，G-0，B-0。然而共阳则完全相反，RGB数值是R-0,G-255,B-255。

1.动输入本项目的代码。

2. 基于我们上面的炫彩RGB项目，改变代码做一个沿着彩虹色变化的RGB灯，而不是我们这样随机产生颜色。这里比较困难的应该是颜色的调制，通过改变Red、Blue、Green的值0~255，组合出一个你想要的颜色。

提示：只要在原有代码基础上做修改就可以了，直接调用colorRGB()函数，将函数中3个参数写入所对应颜色的值即可。

3. 在作业2的基础上，能否结合我们上面说的呼吸灯，将彩虹色以呼吸灯渐变形式变化。这样的变换会显得更加柔和。