在閱讀本篇部落格之前，如果你對樹莓派的GPIO還沒有基本的了解，我建議你先閱讀本系列部落格的上一篇，關于雙色LED燈實驗的。了解樹莓派GPIO的基本用法是進行本篇部落格實驗的基礎。上篇部落格位址如下： https://my.oschina.net/u/2340880/blog/5123429 現在，如果你已經成功完成過樹莓派雙色LED燈實驗，并且對深入樹莓派玩法有更多的興趣的話，那麼我們在進一步，嘗試點亮一個更加絢麗的LED燈：RGB3色LED燈。
一、認識RGB三原色LED燈并連線
通過前面的實驗，我們已經知道，雙色的LED燈内部封裝了紅綠兩個發光二極管，其有3個引腳，其中1個引腳是共用的(共陰或共陽)，對于共陰型的雙色LED燈，控制另外兩個引腳的高低電平來分别點亮紅燈或綠燈。對于RGB3色LED燈也類似，隻是其内部封裝了3個發光二極管，分别可以發出紅光，綠光和藍光。其有4個引腳，1個引腳共用和3個控制發光二極管的引腳。
本次實驗，我們依然采用共陰型的RGB3色LED燈，元件如下圖所示：
共陰型的LED燈，GND引腳是其公共的陰極，接線的時候我們需要将此引腳接地，另外3個引腳分别接3個GPIO來控制亮燈。下面兩種圖，非常直覺的示範了此LED燈的工作原理：
在将LED燈連接配接到樹莓派之前，我們需要預定幾個要用的GPIO引腳，之後我們在編寫代碼時，依然采用實體編碼，首先我們先确定要使用的GPIO引腳的BCM編碼下的GPIO18，GPIO19和GPIO20，通常檢視引腳編碼對應圖，我們可以找到其所對應的實體引腳分别為12，24和28。如果不使用擴充闆，直接将原件上的對應引腳連接配接到樹莓派的這些實體引腳上即可，如果使用的是BCM編碼的擴充闆，則我們在連線時無需關心這些實體引腳，直接連接配接即可，如下：
好了，現在我們已經完成了基本的連線工作。
二、三原色與脈沖寬度調制
三原色本指色彩中不能再分解的三種基本顔色，在光學上，紅、綠、藍為最基本的三原色。三原色經過混合後，可以組成各式各樣的顔色。例如将三原色等比混合後将能組成白色，将紅色和綠色組合後會生成黃色，将紅色和藍色混合後會得到紫色等等。如下圖所示：
是以，從原理上說，我們隻要可以控制RGB燈三種顔色的顯示亮度，就可以讓LED燈調制出各種顔色。控制LED等中各個發光二極管的亮和滅非常簡單，我們隻需要向其加高電平或低電平即可，那麼如何控制發光二極管的亮度呢？我們需要使用到另外一種電流控制技術：PWM脈沖寬度調制。
脈沖寬度調制(PWM)是一種模拟控制方式，其通過控制脈沖電壓中高電壓的占空比來控制流過元件的電流大小。PWM技術中有兩個非常重要的參數：頻率與占空比。頻率用來控制脈沖信号的周期，如果頻率過低，在控制LED燈的時候，燈就會進行閃爍，當頻率足夠高，人眼已無法分辨出其閃爍，看上起LED燈就是常亮的。占空比指的是在輸出的脈沖信号中，高電平保持的時間與該脈沖信号的周期時間之比。例如，假設設定周期為100Hz，則其周期時間為10ms，如果設定的占空比為20%，則目前周期中，高電平的占比時間為2ms。
Python的GPIO庫中提供了PWM控制接口，使用也非常簡單，使用如下方法可以擷取某個引腳的PWM執行個體：
p = GPIO.PWM(channel, frequency)
其中，channel參數為引腳編碼，frequency參數為設定的PWM頻率。下面方法用來開啟PWM脈沖：
p.start(dc)
其中，dc參數設定脈沖的高電平占空比，取值範圍為0-100。
通過下面的方法可以對PWM脈沖頻率和占空比進行修改：
p.ChangeFrequency(freq)
p.ChangeDutyCycle(dc)
需要結束PWM脈沖調制時，可以調用如下方法：
p.stop()
三、點亮炫彩的三彩LED燈
現在，我們已經做好了所有準備工作，可以開始編碼了。我們要實作這樣一個功能，當程式運作時，先控制LED燈的紅燈，綠燈，靛色燈分别亮2秒，之後通過脈沖混合，讓LED燈進行各種顔色的炫彩閃爍，完整代碼如下：
#coding:utf-8
# 導入GPIO控制薄塊
import RPi.GPIO as GPIO
# 導入time子產品
import time
# 導入系統子產品
import sys
# 定義引腳(實體引腳)
R,G,B = 12,35,38
# 設定使用的引腳編碼模式
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 對要使用的引腳進行初始化
GPIO.setup(R,GPIO.OUT)
GPIO.setup(G,GPIO.OUT)
GPIO.setup(B,GPIO.OUT)
# 使用PWM脈沖寬度調制
pR = GPIO.PWM(R, 60)
pG = GPIO.PWM(G, 60)
pB = GPIO.PWM(B, 60)
# 開啟脈沖，預設的占空比為0，燈不亮
pR.start(0)
pG.start(0)
pB.start(0)
# 初始時，各種顔色點亮2秒
# 紅燈先亮2秒
pR.ChangeDutyCycle(100)
pG.ChangeDutyCycle(0)
pB.ChangeDutyCycle(0)
time.sleep(2)
# 替換為綠燈亮2秒
pR.ChangeDutyCycle(0)
pG.ChangeDutyCycle(100)
# 替換為靛色燈亮2秒
pB.ChangeDutyCycle(100)
# 定義要閃爍的時間 這裡定義為10秒
endTime = 100
current = 0
# 開始進行炫彩閃爍
while True:
# 通過占空比控制紅色的占比
for r in range(0, 101, 10):
pR.ChangeDutyCycle(r)
# 通過占空比控制綠色的占比
for g in range(0, 101, 10):
pG.ChangeDutyCycle(g)
# 空通過占空比控制藍色的占比
for b in range(0, 101, 10):
pB.ChangeDutyCycle(b)
time.sleep(0.1)
current += 1
# 結束程式
if (current > endTime):
pR.stop()
pG.stop()
pB.stop()
GPIO.cleanup()
sys.exit(0)
在樹莓派上運作此程式，注意！小心不要被太亮的LED閃到了眼睛😝。