很早之前就有写过使用 Arduino 开发板（C++） 和 树莓派的 GPIO（Python） 控制 LED 灯相关示例，只是比较的零碎，完全是个人兴趣驱动，当时过程中遇到的一些问题，也没有很好的记录下来，由于当时比较懒吧（不过，现在仍是依旧）。

　　最近由于工作需要，于是乎又拾起了兴趣，拼凑了一个相对比较完善的示例，过程中也入了一些坑，由于对 RGB 全彩 LED 特性不是很了解，特别在调试时，用了不少时间，真的是眼睛快被闪瞎了！

　　之所以能更加完善，完全是因为需要为组内来一场生动的分享（是不是真的生动，我也无从而知了），分享主题为 趣玩 Python，Python 还能玩 LED？嗯，是的，既然是趣玩，当然是拿些大家不太熟悉，但又不太陌生的东东来玩玩吖，于是乎我拿出了百分之一百二精力，一个月的时间里，时常搞到凌晨一二点，第二天又需早早爬起来上班，当然啦，该示例只是其中之一，其实在较早的时候，这样的作息也属于常态，加班几乎成为了程序员的代名词，问我累不累，不，怎么会累呢，一切为工作！哈哈，价值观还可以吧！其实更多的是习惯了这样的生活，也就不觉得怎样了！

　　好了，回归正题，先了解一下，示例中使用的元件 树莓派、RGB LED、220Ω 电阻、面包板，公母杜邦线，开发语言是 Python （Python 分 2.X 版本 和 3.X 版本，语法上是有区别的，示例使用的 Python3.X 版本），不得不说，这是我做过的 PPT 中最好看和最满意的了。

　
　　了解过 树莓派 的同学应该知道，树莓派之所以很畅销，个人认识最大的原因是树莓派集成了 丰富的 GPIO（General Purpose Input-Output），它们是程序与外部世界对话的窗口，增强了趣味性。再有就是强大的开源社区以及第三方对树莓派大力支持，这也是当下最有趣味的板子之一。本示例是使用 Python，树莓派搭载的系统是基于 Debian Stretch 的 Raspbian，Python 和 Linux 有者强大的开源社区。掌握了这两样工具的工具（元工具），网上遍地是趁手的兵器。先让我们了解一下树莓派的 GPIO 引脚。

　　RGB LED 多元的特性，可以通过程序实现色彩绚丽灯光效果，不过，在使用之前需要先确认一下手中的 RGB LED 是共阴还是共阳，所谓共阴就是公共端接负极 -，而共阳就是公共端接正极 +，一般商品介绍上会有说明，或者如果看到 RGB LED 的引脚有 GND 字样，说明是共阴的，也可以自行测试；这点很重要，这会影响接下来的灯光效果实现及调试。调试时建议串连一个 220Ω 的电阻，防止因电流过大而烧坏了 RGB LED。

　　 首先确保树莓派安装了 Python3.X ，一般系统会自带 Pthon2.7 以及 RPi.GPIO 模块程序包（该包提供了一个在 Raspberry Pi 中控制 GPIO 的类），如果未安装，则执行 sudo apt-get install python3 进行安装 Python3，执行 sudo apt-get install RPi.GPIO 安装 RPi.GPIO 模块程序包（Python 是区分大小写的，你没看错，就是 RPi.GPIO ，i 是小写的，写错了会报错的），必要的软件安装好，就可以愉快的编码了。

　　开始之前还是需要再了解一下 PWM，PWM 脉冲宽度调制的英文缩写，在一个脉冲循环内，通电时间相对于总时间所占的比例叫占空比，方波的占空比为50%，占空比为0.5，说明正电平所占时间为0.5个周期。是不是似懂非懂，在本示例只需要知道 PWM 可以控制 RGB LED 亮度即可，但真正做一个产品时，对相关知识点不能完全明白的掌握，会遇到不少麻烦，也是会有很大的风险的。

　　相信很多同学对万能充电器，在熟悉不过了，此时就不得不说那时是 诺基亚 王朝，是否还记得高中时为了给手机充器，不得不像防贼似的防着班主任，话说你的东东有没有被班主任撞见过呢！对，该示例就是实现那迷人的万能充电器里面的跑马灯，嗯，那我们开始吧，执行 sudo nano led.py 创建一个名称为 led.py 文件， 将下面的代码复制到该文件中保存，执行 sudo python led.py 就可以看到效果了，聪明的你对 RGB LED 的接线应该不在话下吧，具体示例代码如下：

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import random
# 指定引脚 共阴LED（R、G、B、-）
R, G, B, GND = 11, 13, 15, 9
# BOARD 编码方式
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 设置引脚为输出模式
GPIO.setup(R, GPIO.OUT)
GPIO.setup(G, GPIO.OUT)
GPIO.setup(B, GPIO.OUT)
# PWM 来制作呼吸灯效果，创建频率为 70HZ 的 PWM 实例
pwmR = GPIO.PWM(R, 70)
pwmG = GPIO.PWM(G, 70)
pwmB = GPIO.PWM(B, 70)
# 开始脉宽调制，参数范围为： (0.0 <= dc <= 100.0)
# 共阴时，方波的占空比 100 代表全亮，0 代表全暗
# 共阳时，方波的占空比 100 代表全暗，0 代表全亮
pwmR.start(50)
pwmG.start(50)
pwmB.start(50)
def open_led():
    """开启 LED"""
    try:
        count = 0
        while True:
            count = count + 1
            if count > 1:
                return
            t = 0.4
            # 红色灯全亮，绿灯，蓝灯全暗（红色）
            set_change_duty_cycle(100, 0, 0, t)
            # 绿色灯全亮，红灯，蓝灯全暗（绿色）
            set_change_duty_cycle(0, 100, 0, t)
            # 蓝色灯全亮，红灯，绿灯全暗（蓝色）
            set_change_duty_cycle(0, 0, 100, t)
            # 红灯，绿灯全亮，蓝灯全暗（黄色）
            set_change_duty_cycle(100, 100, 0, t)
            # 红灯，蓝灯全亮，绿灯全暗（洋红色）
            set_change_duty_cycle(100, 0, 100, t)
            # 绿灯，蓝灯全亮，红灯全暗（青色）
            set_change_duty_cycle(0, 100, 100, t)
            # 红灯，绿灯，蓝灯全亮（白色）
            set_change_duty_cycle(100, 100, 100, t)
            # 调整红绿蓝LED的各个颜色的亮度组合出各种颜色
            for_set_change_duty_cycle()
    except Exception as e:
        print(e)
    finally:
        stop()
def set_change_duty_cycle(_r, _g, _b, _t):
    "设置 RGB 亮度"
    pwmR.ChangeDutyCycle(_r)
    pwmG.ChangeDutyCycle(_g)
    pwmB.ChangeDutyCycle(_b)
    time.sleep(_t)
def set_single_change_duty_cycle(_pwm, _l, _t):
    """设置单 RGB 亮度"""
    _pwm.ChangeDutyCycle(_l)
    time.sleep(_t)
def for_set_change_duty_cycle():
    "设置 RGB 亮度-跑马灯"
    t = 0.01
    pwmG.ChangeDutyCycle(0)
    pwmB.ChangeDutyCycle(0)
    for r in range(0, 101, 1):  # 红全亮，绿、蓝全暗
        set_single_change_duty_cycle(pwmR, r, t)
    for r in range(0, 101, 1):  # 红、绿、蓝全暗
        set_single_change_duty_cycle(pwmR, 100 - r, t)
    pwmR.ChangeDutyCycle(0)
    pwmB.ChangeDutyCycle(0)
    for g in range(0, 100, 1):  # 绿全亮，红、蓝全暗
        set_single_change_duty_cycle(pwmG, g, t)
    for g in range(0, 100, 1):  # 红、绿、蓝全暗
        set_single_change_duty_cycle(pwmG, 100 - g, t)
    pwmR.ChangeDutyCycle(0)
    pwmG.ChangeDutyCycle(0)
    for b in range(0, 101, 1):  # 蓝全亮，红、绿全暗
        set_single_change_duty_cycle(pwmB, b, t)
    for b in range(0, 101, 1):  # 红、绿、蓝全暗
        set_single_change_duty_cycle(pwmB, 100 - b, t)
    count, denominator = 0, 7
    for n in range(0, 101, 10):
        print(n)
        count += 1
        if count % denominator == 0:  # 红全亮，绿、蓝全暗
            for g in range(0, 101, 1):
                set_change_duty_cycle(g, g, 100 - g, t)
            for g in range(0, 101, 1):
                set_single_change_duty_cycle(pwmG, 100 - g, t)
        if count % denominator == 1:  # 绿全亮，红、蓝全暗
            for b in range(0, 101, 1):
                set_change_duty_cycle(100 - b, b, b, t)
            for b in range(0, 101, 1):
                set_single_change_duty_cycle(pwmB, 100 - b, t)
        if count % denominator == 2:  # 蓝全亮，红、绿全暗
            for r in range(0, 101, 1):
                set_change_duty_cycle(r, 100 - r, r, t)
            for r in range(0, 101, 1):
                set_single_change_duty_cycle(pwmR, 100 - r, t)
        if count % denominator == 3:  # 红全亮
            for g in range(0, 101, 1):
                set_single_change_duty_cycle(pwmR, g, t)
        if count % denominator == 4:  # 绿全亮
            for b in range(0, 101, 1):
                set_single_change_duty_cycle(pwmG, b, t)
        if count % denominator == 5:  # 红、绿、蓝全暗
            for r in range(0, 101, 1):
                set_change_duty_cycle(100 - r, 100 - r, 100 - r, t)
        if count % denominator == 6:  # 红、绿、蓝全暗
            set_change_duty_cycle(50, 50, 50, t)
            for r in range(0, 61, 1):  # 红、绿、蓝随机
                set_change_duty_cycle(random.choice([0, 50, 0, 0, 100, 0, 100]), random.choice(
                    [100, 50, 0, 0, 100, 100, 0, 0]), random.choice([50, 50, 50, 0, 100, 0, 100]), t + 0.08)
            for r in range(0, 101, 1):  # 红、绿、蓝全暗
                set_change_duty_cycle(100 - r, 100 - r, 100 - r, t)
    for r in range(0, 101, 1):  # 红、绿、蓝全暗
        set_change_duty_cycle(100 - r, 100 - r, 100 - r, t)
def stop():
    """停止闪烁，并释放资源"""
    pwmR.stop()
    pwmG.stop()
    pwmB.stop()
    GPIO.cleanup()  # 防止烧坏板子
if __name__ == "__main__":
    open_led()

　
参考文档：