9、RGB灯

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## 简介

本节我们来学习如何使用代码控制 YAHBOOM K230上面的 RGB 灯

![image-20250401111815127](/media/202512/f79c38c58f394d0a84b9934cf430fb263335.png)

## 快速开始

我们打开 CanMV IDE，将 K230 连接至电脑。

按 Ctrl + N 键新建一份代码，并删除所有自动生成的代码内容

![image-20250401112115029](/media/202512/64d69247cadd4d4e867badb8933e18258936.png)

复制下面的代码并粘贴到IDE中 \[源码汇总/02.Basic/02.1\_rgb.py\]

\# 导入YbRGB库 (Import YbRGB library)

from ybUtils.YbRGB import YbRGB

\# 导入时间库 (Import time library)
import time
\# 实例化YbRGB对象 (Initialize YbRGB object)
YbRGB = YbRGB()
\# 让RGB灯显示蓝色 (82, 139, 255) (Make the RGB light display blue color (82, 139, 255))

YbRGB.show\_rgb((82, 139, 255))
\# 程序阻塞等待3秒 (Block the program for 3 seconds)

time.sleep(3)

\# 关闭RGB灯 (0,0,0) (Turn off the RGB light by setting color to (0,0,0))

YbRGB.show\_rgb((0,0,0))

## 模拟呼吸灯

我们还可以结合time模块以及math模块，模拟实现一个更好看的呼吸灯效果

代码如下 \[源码汇总/02.Basic/02.2\_better\_rgb.py\]

\# 导入YbRGB库 (Import YbRGB library)

from ybUtils.YbRGB import YbRGB

\# 导入时间库 (Import time library)

import time

\# 导入数学库 (Import math library)

import math

\# 初始化RGB LED (Initialize RGB LED)

rgb = YbRGB()

def breath\_effect(r, g, b, duration\=2):

"""

实现呼吸灯效果 (Implement breathing light effect)

r, g, b: 目标颜色的RGB值（0-255） (Target color RGB values (0-255))

duration: 一次呼吸效果的持续时间（秒） (Duration of one breathing cycle in seconds)

"""

steps = 1000  \# 渐变步数 (Number of gradient steps)

for i in range(steps):

\# 使用正弦函数使亮度变化更加平滑 (Use sine function to make brightness change smoother)

brightness = math.sin(i / steps \* math.pi)

current\_r = int(r \* brightness)

current\_g = int(g \* brightness)

current\_b = int(b \* brightness)

rgb.show\_rgb(\[current\_r, current\_g, current\_b\])

time.sleep(duration / (2 \* steps))

\# 渐暗过程 (Fade-out process)

for i in range(steps\-1, \-1, \-1):

brightness = math.sin(i / steps \* math.pi)

current\_r = int(r \* brightness)

current\_g = int(g \* brightness)

current\_b = int(b \* brightness)

rgb.show\_rgb(\[current\_r, current\_g, current\_b\])

time.sleep(duration / (2 \* steps))

\# 定义几种好看的颜色 (Define several beautiful colors)

colors = \[

(255, 0, 0),    \# 红色 (Red)

(0, 255, 0),    \# 绿色 (Green)

(0, 0, 255),    \# 蓝色 (Blue)

(255, 0, 255),  \# 紫色 (Purple)

(255, 165, 0),  \# 橙色 (Orange)

(0, 255, 255),  \# 青色 (Cyan)

\]

\# 主循环 (Main loop)

try:

while True:

for color in colors:

breath\_effect(color\[0\], color\[1\], color\[2\])

except Exception:

\# 确保程序结束时关闭LED (Ensure LED is turned off when the program ends)

rgb.show\_rgb(\[0, 0, 0\])

## WS2812 驱动

> 这部分内容较为复杂，需要一定的基础知识。跳过这部分不影响后续对K230的使用

1.  **基本硬件设置**：

*   YAHBOOM K230 使用的是WS2812B类型的RGB LED
*   我们通过 SPI（串行外设接口）与LED通信，设置波特率为2.5MHz
*   LED的控制信号连接到开发板的QSPI0\_D0引脚（引脚16）

2.  **颜色设置原理**：

def set\_led(self, index, r, g, b):

if 0 <\= index < self.\_num\_leds:

self.\_buf\[index\*3\] = g    \# 注意顺序是GRB而不是RGB

self.\_buf\[index\*3 + 1\] = r

self.\_buf\[index\*3 + 2\] = b

*   每个LED需要3个字节数据，分别代表绿(G)、红(R)、蓝(B)
*   数值范围是0-255，值越大颜色越亮

3.  **数据传输原理（show函数）**： WS2812B LED的通信协议比较特殊：

*   每个比特"1"用高电平110和低电平000表示
    
*   每个比特"0"用高电平100和低电平000表示
    
*   因此代码中：
    
    \# 表示二进制1
    
    timing\_buf\[pos\] = 0b11100000      \# 110xxxxx
    
    
    
    \# 表示二进制0
    
    timing\_buf\[pos\] = 0b10000000      \# 100xxxxx

4.  **数据发送过程**：

*   将每个颜色字节拆分成8个比特
*   每个比特转换成相应的时序信号
*   分批发送数据（每批最大1024字节）避免内存溢出
*   发送完成后等待300微秒作为复位信号

举个例子： 如果要设置一个LED为红色（R=255, G=0, B=0）：

rgb = YbRGB(1)  \# 创建一个LED对象

rgb.set\_led(0, 255, 0, 0)  \# 设置为红色

rgb.show()  \# 发送数据

内部过程：

1.  在`set_led`中，数据被存储为：\[0, 255, 0\]
2.  `show()`函数将这些数据转换为时序信号
3.  通过SPI接口发送给LED
4.  LED接收到信号后显示相应的颜色

因为WS2812B LED使用特殊的单线通信协议来接收数据，YbRGB中的`show()`函数实际上就是在将普通的RGB值转换成LED能够理解的时序信号。

## 补充知识

RGB灯的RGB和电脑屏幕上的RGB显示的不一样？

这是因为 WS2812B RGB LED 和电脑显示器在显示原理上有根本的区别：

显示器的工作原理 ：

*   显示器是发光二极管或液晶面板通过阻挡或透过背光来显示颜色
*   RGB(0,0,0) 表示所有颜色通道都不发光/完全阻挡背光，因此呈现黑色
*   RGB(255,255,255) 表示所有颜色通道全亮/完全透过背光，呈现白色

WS2812B LED的工作原理 ：

*   RGB LED 是通过向LED发送电信号来控制发光
*   RGB(0,0,0) 表示不发送任何信号，LED 处于"关闭"状态
*   RGB(255,255,255) 表示三个颜色通道都全功率发光，呈现白色