使用RGB共阳极LED，基于Arduino实现七彩渐变

一、RGB共阳极LED

RGB——Red，Green，Blue 色光三原色或称三基色，在特定的颜色和亮度配比下可以发出可见光谱波段的任意颜色。

共阴极、共阳极LED，均在灯珠外引出四个引脚，由于二极管本身所具有的单向导通性，有共阳极和共阴极的区分。

共阳极LED在左侧电位高于右侧某色引脚电位时单色点亮，而共阴极LED则在左侧某色引脚电位高于右侧时单色点亮。

 购买的两种共阳极LED灯珠，左侧引脚从左到右依次定义为：R，Vcc，G，B；右侧是贴片灯珠，引脚从左下角顺时针依次定义为：R，G，B，Vcc，Vcc引脚有缺口标记，市场上可能也有不同引脚定义的产品。

二、中间变化颜色

按照三基色配比的原理，除了红、绿、蓝之外，还可以使灯珠发出可见光波段的其余相加混色。

        于是通过给三色的引脚加特定配比的电平，按照通过Arduino脉宽调制（PWM）改变输出电压的定义，使用analogWrite（X，Y）语句，X对应输出引脚，Y取0~255的值，以输出0~5V的电平，接下来有两个问题：

        1.理论上讲，若是共阴极LED，各颜色的Y取十六进制RGB颜色码对应的值就可以输出想要的颜色，但RGB三路的内阻、截止电压等电学特性并不相同，即使按照HEX的RGB颜色码规定每一路的电压值，显示出的颜色其实会与计算机上查得的颜色有所差异，故采用试验得出连续变化中关键帧颜色对应的各路电压配比；

        2.若使用共阳极LED，需要反向规定各路的导通与截止，即共阳极输入5V电压，当某路输出电平也为5V（Y=255）时，此路截止，即对应的颜色不亮，而输入电平与输出电平的差值大于该路二极管截止电压时，该路导通，对应颜色亮。而要改变亮度，则输出电平越低，负载电压越高，亮度越亮。

三、关键帧颜色

        试验采用Arduino Mega 2560，注意输出引脚应支持PWM

        以下为我试验得到的关键帧颜色对应的电平配比，使LED在几种颜色之间循环，并不是连续变换，关键帧只规定了其中的几个离散点。

int Rpin=5,Gpin=6,Bpin=7,//输出的三路引脚定义
X=0;
int T=600;//单色持续时长void setup()
{pinMode(Rpin,OUTPUT);pinMode(Gpin,OUTPUT);pinMode(Bpin,OUTPUT);
}int changecolor(int X)
{switch(X){case 0:{
//darkanalogWrite(Rpin,120);analogWrite(Gpin,55);analogWrite(Bpin,120);delay(T);//brightanalogWrite(Rpin,65);analogWrite(Gpin,0);analogWrite(Bpin,65);delay(T);}case 1:{//redanalogWrite(Rpin,55);analogWrite(Gpin,255);analogWrite(Bpin,255);delay(T);}case 2:{//orangeanalogWrite(Rpin,0);analogWrite(Gpin,200);analogWrite(Bpin,255);delay(T);}case 3:{//yellowanalogWrite(Rpin,55);analogWrite(Gpin,55);analogWrite(Bpin,255);delay(T);}case 4:{//greenanalogWrite(Rpin,220);analogWrite(Gpin,55);analogWrite(Bpin,255);delay(T);}case 5:{//cyananalogWrite(Rpin,255);analogWrite(Gpin,55);analogWrite(Bpin,245);delay(T);}case 6:{
//blueanalogWrite(Rpin,220);analogWrite(Gpin,230);analogWrite(Bpin,55);delay(T);}case 7:{//analogWrite(Rpin,255);analogWrite(Gpin,230);analogWrite(Bpin,55);delay(T);}case 8:{
//purple
analogWrite(Rpin,220);analogWrite(Gpin,255);analogWrite(Bpin,240);delay(T);X=0;}
}
}void loop()
{changecolor(X);
}

得到关键帧对应的颜色之后，接下来的思路就是将离散的点连接起来，使用循环语句使相邻的电平值近似连续变换，达到渐变的目的；

首先求出相邻两帧各路电平的差值，再除以步数，即得到步进长度，步数越多，变化越平顺。

规定变量时，注意步进长度变为非整形。

int Rpin=5,Gpin=6,Bpin=7;
float R,G,B;
int T;void setup() {// put your setup code here, to run once:pinMode(Rpin,OUTPUT);pinMode(Gpin,OUTPUT);pinMode(Bpin,OUTPUT);
}void analogwrite(){analogWrite(Rpin,R);analogWrite(Gpin,G);analogWrite(Bpin,B);delay(100);
}void darktolight()
{for(R=120,G=55,B=120,T=20;T>=0;T--,R=R-2.75,G=G-2.75,B=B-2.75){analogwrite();}
}void lighttored()
{for(R=65,G=0,B=65,T=20;T>0;T--,R=R-0.5,G=G+12.75,B=B+9.5){analogwrite();} 
}void redtoorange()
{for(R=55,G=255,B=255,T=20;T>0;T--,R=R-2.75,G=G-2.75){analogwrite();}
}void orangetoyellow()
{for(R=0,G=200,B=255,T=20;T>=0;T--,R=R+2.75,G=G-7.25){analogwrite();}
}void yellowtogreen()
{for(R=55,G=55,B=255,T=20;T>=0;T--,R=R+8.25){analogwrite();   }
}void greentocyan()
{for(R=220,G=55,B=255,T=20;T>=0;T--,R=R+1.75,B=B-0.5){analogwrite();}  
}void cyantoblue()
{for(R=255,G=55,B=245,T=20;T>=0;T--,R=R-1.75,G=G+8.75,B=B-9.5){analogwrite();}
}void blueto()
{for(R=220,G=230,B=55,T=20;T>=0;T--,R=R+1.75){analogwrite();}
}
void topurple()
{for(R=255,G=230,B=55,T=20;T>=0;T--,R=R-1.75,G=G+1.25,B=B+9.25){analogwrite(); }  
}void purpletodark()
{for(R=220,G=255,B=240,T=20;T>=0;T--,R=R-5,G=G-10,B=B-6){analogwrite(); }  
}void loop() {// put your main code here, to run repeatedly:darktolight();lighttored();redtoorange();orangetoyellow();yellowtogreen();greentocyan();cyantoblue();blueto();topurple();purpletodark();
}

四、总体达到渐变目的，但在蓝色附近仍然有突变。