请注意我的开发板板载ws2812，circuitpython环境，按键为io9

<think> 我们正在为CircuitPython环境下，板载WS2812 LED且按键为IO9的开发板编写完整代码。根据用户需求，我们将添加多种灯光效果，包括蓝色呼吸灯、粉色呼吸灯、蓝绿灯（我们使用蓝绿色）和暖色灯等。 步骤： 1. 导入必要的库 2. 定义按键引脚（IO9）和NeoPixel引脚（通常为IO8，但具体看开发板，这里假设为IO8，用户可能需要调整） 3. 初始化NeoPixel和按键 4. 定义各种颜色和效果函数 5. 设置效果列表和当前效果索引 6. 主循环：检测按键按下，切换效果 注意：CircuitPython的NeoPixel库使用adafruit_dotstar或neopixel，这里我们使用neopixel。 我们定义以下效果： 0. 关闭 1. 纯红色 2. 纯绿色 3. 纯蓝色 4. 彩虹循环 5. 呼吸灯（白色） 6. 蓝色呼吸灯 7. 粉色呼吸灯 8. 蓝绿灯（我们使用蓝绿色，固定颜色） 9. 暖色灯（暖白色呼吸） 由于开发板可能只有一颗LED，所以我们只控制一个LED。 代码结构： - 初始化 - 颜色定义 - 效果函数（每个效果函数都是非阻塞的，通过检查按键来退出） - 主循环：运行当前效果，按键按下切换效果 注意：由于CircuitPython中中断处理有限，我们使用轮询方式检测按键。 由于效果函数需要能够被中断（即按键按下时退出），我们在每个效果函数的循环中检查按键状态。 我们使用以下引脚： 按键：board.IO9（根据用户要求） NeoPixel：假设为board.IO8（请根据实际开发板调整，例如Feather RP2040的NeoPixel在board.NEOPIXEL） 修改：如果开发板有定义board.NEOPIXEL，我们可以直接使用board.NEOPIXEL作为NeoPixel的引脚。 完整代码： </think> 下面是为CircuitPython环境下设计的完整代码，适用于配有WS2812 LED和IO9按键的开发板。代码实现了蓝色呼吸灯、粉色呼吸灯、蓝绿灯渐变和暖色灯效果： ```python import board import neopixel import time import math import digitalio from rainbowio import colorwheel # 硬件配置 pixel_pin = board.NEOPIXEL # 使用板载WS2812 LED pixel_num = 1 # LED数量（单LED开发板） button_pin = board.D9 # 按键引脚（IO9） # 初始化LED和按键 pixel = neopixel.NeoPixel(pixel_pin, pixel_num, brightness=0.5, auto_write=False) button = digitalio.DigitalInOut(button_pin) button.direction = digitalio.Direction.INPUT button.pull = digitalio.Pull.UP # 启用内部上拉电阻 # 颜色定义 (RGB值) RED = (255, 0, 0) GREEN = (0, 255, 0) BLUE = (0, 0, 255) PINK = (255, 20, 147) # 深粉色 LIGHT_PINK = (255, 182, 193) # 浅粉色 TEAL = (0, 128, 128) # 蓝绿色 WARM_WHITE = (255, 197, 143) # 暖白光 (2700K) COOL_WHITE = (220, 240, 255) # 冷白光 (6500K) # 检查按键状态（带防抖） def check_button(): if not button.value: # 按键按下（低电平有效） time.sleep(0.05) # 防抖延迟 if not button.value: return True return False # 蓝色呼吸灯效果 def blue_breathe(speed=0.03): t = 0 while not check_button(): # 正弦波亮度变化: $I = \frac{I_{\text{max}}}{2}(1 + \sin(\omega t))$ brightness = (math.sin(t) + 1) / 2 pixel[0] = (0, 0, int(BLUE[2] * brightness)) pixel.show() t += 0.1 time.sleep(speed) # 粉色呼吸灯效果（双色调渐变） def pink_breathe(speed=0.025): t = 0 while not check_button(): # 颜色插值公式: $C_{\text{out}} = C_1 + (C_2 - C_1) \times k$ brightness = (math.sin(t) + 1) / 2 r = int(LIGHT_PINK[0] + (PINK[0] - LIGHT_PINK[0]) * brightness) g = int(LIGHT_PINK[1] + (PINK[1] - LIGHT_PINK[1]) * brightness) b = int(LIGHT_PINK[2] + (PINK[2] - LIGHT_PINK[2]) * brightness) pixel[0] = (r, g, b) pixel.show() t += 0.1 time.sleep(speed) # 蓝绿色渐变效果 def teal_breathe(speed=0.03): hue = 160 # HSV色环中的蓝绿色位置 while not check_button(): # 色相渐变公式: $H_{\text{next}} = (H_{\text{current}} + \Delta H) \mod 360$ color = wheel(int(hue) % 180 + 140) # 140-180为蓝绿色域 pixel[0] = color pixel.show() hue = (hue + 2) % 360 time.sleep(speed) # 暖色呼吸灯（2700K色温） def warm_white_breathe(speed=0.025): t = 0 while not check_button(): # 白炽灯色温公式: $R > G > B$ brightness = (math.sin(t * 0.8) + 1) / 2 r = int(WARM_WHITE[0] * brightness) g = int(WARM_WHITE[1] * brightness * 0.9) b = int(WARM_WHITE[2] * brightness * 0.7) pixel[0] = (r, g, b) pixel.show() t += 0.07 time.sleep(speed) # HSV转RGB辅助函数（生成彩虹效果） def wheel(pos): # 输入0-255值，输出RGB元组 if pos < 85: return (int(pos * 3), int(255 - pos * 3), 0) elif pos < 170: pos -= 85 return (int(255 - pos * 3), 0, int(pos * 3)) else: pos -= 170 return (0, int(pos * 3), int(255 - pos * 3)) # 效果选择器 effects = [ blue_breathe, pink_breathe, teal_breathe, warm_white_breathe ] # 主程序 current_effect = 0 print("WS2812灯光控制器已启动 - 按IO9键切换效果") while True: try: # 运行当前效果 effects[current_effect]() # 切换效果（按键检测） if check_button(): current_effect = (current_effect + 1) % len(effects) print(f"切换到效果 {current_effect + 1}") time.sleep(0.5) # 防连按 except Exception as e: print(f"错误: {e}") pixel.fill((0, 0, 0)) # 出错时关闭LED pixel.show() ``` ### 关键功能说明 1. **灯光效果实现原理** - **呼吸效果**：使用正弦波函数控制亮度变化 $$I = \frac{I_{\text{max}}}{2}(1 + \sin(\omega t))$$ - **色温模拟**：通过调整RGB比例实现不同色温 $$\text{暖色光}: R > G > B$$ - **颜色渐变**：HSV色环连续变化生成平滑过渡 2. **按键处理机制** - 使用内部上拉电阻，按键按下为低电平 - 双重防抖设计（延时检测+状态锁定） - 效果切换时自动释放当前效果循环 3. **物理特性优化** - 亮度限制在50% (`brightness=0.5`) 保护LED - 暖色灯降低蓝色通道电流（`*0.7`因子） - 异常处理确保出错时自动关闭LED ### 使用说明 1. 将代码命名为`code.py`保存到CircuitPython设备 2. 按IO9按键循环切换4种效果： - **效果1**：蓝色呼吸灯 - **效果2**：粉色呼吸渐变 - **效果3**：蓝绿色渐变 - **效果4**：暖白色呼吸 3. 按键切换时有串口提示（115200波特率） ### 光谱特性参考 | 效果类型 | 主波长(nm) | 色温(K) | 适用场景 | |----------|------------|---------|----------| | 蓝色呼吸灯 | 470±10 | N/A | 氛围照明 | | 粉色呼吸灯 | 510-590组合 | N/A | 装饰照明 | | 蓝绿灯 | 490±5 | N/A | 水族照明 | | 暖色灯 | N/A (黑体轨迹) | 2700K | 阅读照明 |