PWN流水灯

设有三个小灯A、B、C 事先处于熄灭状态，接着A 灯开始由暗到亮，再由亮变暗，A 灯熄灭之后B 灯开始由暗变亮，再由亮变暗，B 灯熄灭之后C 灯开始由暗变亮，再由亮变暗，如此循环。

知识准备

   PWM变频技术

        数字信号只有高、低电位两种状态，如同第一章的LED闪烁程序，把一只LED接上Arduino的第13引脚，每隔0.5s切换高低电位，LED将不停闪烁。这是一种以一秒钟为周期的切换信号，频率就是1Hz。提高切换频率（通常指30Hz以上），将能仿真模拟电压高低变化的效果。以下图的1kHz为例，若脉冲宽度（开启时间）为周期的一半（称为50%工作周期），就相当于输出高电位的一半电压；10%工作周期，就相当于输出0.5V。

如此，不需采用电阻降低电压，电能不会在变换的过程被损耗掉。这种在数字系统上“仿真”模拟输出的方式，称为脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）。某些强调省电的变频式洗衣机和冷气机等家电，也是运用PWM原理来调节机器的运转速度。

PWM的计算方式如下。

因此，在5V电源的情况下输出3.3V，从上面的式子可知：

根据计算结果得知，5V电源的66%PWM脉冲宽度就相当于输出3.3V。

   PWM指令和默认频率

​ Arduino的analogWrite指令可以指挥输出PWM信号，指令格式如下：

analogWrite(端口号，模拟数值)

其中端口号必须是3、5、6、9、10或11这六个数字端口的其中之一；模拟数值介于0255之间，代表输出介于05V之间的仿真模拟电压值。

此外，Arduino微电脑板预设采用1kHz和500Hz两组不同的PWM输出频率，控制电机时，一般采用1kHz频率：

• 引脚5、6：约1kHz（由Timer 0系统定时器决定，这是delay()等函数的基准时间，不建议更改）
• 引脚3、11（Timer 2）以及9、10（Timer 1）：约500Hz

   LED接法

​ led的工作电压

颜色	正向电压
红色	1.7V ~ 2.2V
橙色	2.0V
黄色	2.1V
绿色	2.2V
蓝色	3.2V ~ 3.8V
白色	3.2V ~ 3.8V

LED的工作电压约2V，但Arduino的输出电压是5V，我们应该在Arduino的输出和LED之间连接一个限流电阻。连接方式有两种。

• 左边的接法是由微处理器提供负载所需电流，一般称之为源流（sourve current）；

• 右边的接法是由电源（Vcc）提供电流，此谓之替流（sink current）

   电阻计算

为计算方便，LED工作电压通常取2V，电流去10mA（注：高亮度LED的工作电压约3V，工作电流约30mA）。

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设计方案

简简单单设计完成

材料清单

材料	数量
Arduino Uno板	1
面包板	1
LED	3
1kΩ电阻	3
杜邦线	若干

代码

const byte LEDS[] = {9, 10, 11};

void setup()
{
    for (byte i = 0; i < sizeof(LEDS); i++)
    {
        pinMode(LEDS[i], OUTPUT);
    }
}

void loop()
{

    int a = 0;
    for (byte i = 0; i < sizeof(LEDS); i++)
    {
        while (a <= 255)
        {
            analogWrite(LEDS[i], a++);
            delay(10);
        }
        while (a >= 0)
        {
            analogWrite(LEDS[i], a--);
            delay(10);
        }
        delay(50);
    }
    delay(50);
}

成果展示

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