LED

原理简介

LED（发光二极管）是一种半导体发光器件，电流正向流过时发光。

• 工作原理：正向电流通过 PN 结时，电子与空穴复合释放能量发光
• 常见类型：普通单色 LED、RGB 三色 LED、贴片 LED
• 接口：GPIO 数字输出（亮/灭），或 PWM 模拟输出（调亮度）
• 关键限制：Pico 的 GPIO 是 3.3V 电平，单脚驱动能力只有几毫安（RP2040 数据手册给出 2/4/8/12mA 四档，默认 4mA，课堂按单脚 ≤4mA 设计），所以 LED 必须串限流电阻，且只能带单个小 LED

典型应用

• 电源/运行状态指示灯
• 报警、提示用的闪烁灯
• 呼吸灯（PWM 调光）
• RGB 颜色提示、彩灯
• 简易小夜灯、装饰

接线图

[接线图占位，后续添加]

文字说明（具体接法见下方代码注释）：

• 外接 LED：LED 长脚（正极） → 220Ω~1kΩ 限流电阻 → Pico GPIO；LED 短脚（负极） → Pico GND
• 板载 LED：Pico（非 W 版）在 Pin(25)；Pico W / Pico 2 W 的板载 LED 挂在无线芯片上，要用 Pin("LED")
• 共阴 RGB：R/G/B 三个阴极分别经 220Ω 电阻 → GPIO，公共脚 → GND

示例代码

基础示例：外接 LED 闪烁

# ============ 接线 ============
# LED 长脚(正极) → 220Ω~1kΩ 电阻 → Pico GP15
# LED 短脚(负极) → Pico GND
# 电阻一定要串，否则电流过大烧 LED 和 GPIO
# =============================
from machine import Pin
import time

led = Pin(15, Pin.OUT)  # 外接 LED 接在 GP15

print('LED 闪烁')
while True:
    led.on()        # 点亮
    time.sleep(0.5)
    led.off()       # 熄灭
    time.sleep(0.5)

基础示例：板载 LED 闪烁

# ============ 接线 ============
# 板载 LED 不用接线，芯片内部已连好
# 注意：Pico(非 W 版) 板载 LED 在 Pin(25)
#       Pico W / Pico 2 W 板载 LED 挂在无线芯片上，必须用 Pin("LED") 才点得亮
# =============================
from machine import Pin
import time

# 普通 Pico 用 Pin(25)；Pico W / Pico 2 W 改成 Pin("LED")
led = Pin(25, Pin.OUT)

while True:
    led.toggle()    # 翻转亮/灭，比 on/off 更省事
    time.sleep(0.5)

进阶示例：PWM 调光（呼吸灯）

# ============ 接线 ============
# 同"外接 LED 闪烁"：LED 长脚 → 电阻(220Ω~1kΩ) → GP15，短脚 → GND
# =============================
from machine import Pin, PWM
import time

pwm = PWM(Pin(15))
pwm.freq(1000)  # 1kHz，频率够高肉眼就看不到闪烁

print('LED 亮度调节')
while True:
    # 由暗到亮
    for duty in range(0, 65536, 1000):
        pwm.duty_u16(duty)
        time.sleep_ms(20)
    # 由亮到暗
    for duty in range(65535, -1, -1000):
        pwm.duty_u16(duty)
        time.sleep_ms(20)

进阶示例：RGB LED 颜色控制

# ============ 接线 ============
# 共阴 RGB LED（4 脚，最长那脚是公共负极 → GND）
# R 脚 → 电阻(220Ω) → GP15
# G 脚 → 电阻(220Ω) → GP14
# B 脚 → 电阻(220Ω) → GP13
# 公共脚(最长、带缺口侧的中间脚) → GND
# =============================
from machine import Pin, PWM
import time

red   = PWM(Pin(15))
green = PWM(Pin(14))
blue  = PWM(Pin(13))
red.freq(1000); green.freq(1000); blue.freq(1000)

def set_color(r, g, b):
    """设置 RGB 颜色，r/g/b 取值 0~255"""
    # duty_u16 需要 0~65535，把 0~255 映射到 0~65535
    red.duty_u16(int(r * 65535 / 255))
    green.duty_u16(int(g * 65535 / 255))
    blue.duty_u16(int(b * 65535 / 255))

colors = [
    (255, 0, 0),    # 红
    (0, 255, 0),    # 绿
    (0, 0, 255),    # 蓝
    (255, 255, 0),  # 黄
    (255, 0, 255),  # 紫
    (0, 255, 255),  # 青
    (255, 255, 255) # 白
]

print('RGB LED 颜色变化')
while True:
    for c in colors:
        set_color(*c)
        print('颜色:', c)
        time.sleep(1)

注意事项

• 极性：LED 长脚=正极、短脚=负极；接反只是不亮，不会烧。
• 限流电阻：必须串 220Ω~1kΩ，否则电流过大烧 LED 和 GPIO。
• 电平/电流：Pico GPIO 是 3.3V，单脚驱动能力仅几 mA（数据手册给出 2/4/8/12mA 四档，默认 4mA；全部 GPIO 合计不超过 50mA），只能带单个小 LED，不能直连多个 LED 或大功率灯带。
• 板载 LED 差异：Pico（非 W 版）用 Pin(25)；Pico W / Pico 2 W 必须用 Pin("LED")，用 Pin(25) 点不亮。
• 共阴/共阳：示例按共阴（公共脚接 GND）写；若买到共阳（公共脚接 3V3），接线和代码都要反过来。
• PWM 范围：duty_u16 范围是 0~65535，不是 0~255，颜色映射要乘 65535/255。

常见问题

Q: 外接 LED 不亮怎么办？ A: 查极性（长脚经电阻接 GPIO、短脚接 GND）、电阻有没有接、GPIO 脚号对不对。

Q: 板载 LED 在 Pico W 上点不亮？ A: Pico W / Pico 2 W 的板载 LED 不在 GPIO25，改用 Pin("LED")。

Q: RGB 颜色不对或太暗？ A: 确认是共阴还是共阳；确认 duty_u16 用的是 0~65535（不是 0~255）。