#!/usr/bin/env python3

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import sys
import signal
import Hobot.GPIO as GPIO
import time

def signal_handler(signal, frame):
    sys.exit(0)

# 支持PWM的管脚: 32 and 33, 在使用PWM时，必须确保该管脚没有被其他功能占用
output_pin = 33

GPIO.setwarnings(False)

def main():
    # Pin Setup:
    # Board pin-numbering scheme
    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
    # 支持的频率范围： 48KHz ~ 192MHz
    p = GPIO.PWM(output_pin, 48000)
    # 初始占空比 25%， 先每0.25秒增加5%占空比，达到100%之后再每0.25秒减少5%占空比
    val = 25
    incr = 5
    p.ChangeDutyCycle(val)
    p.start(val)

    print("PWM running. Press CTRL+C to exit.")
    try:
        while True:
            time.sleep(0.25)
            if val >= 100:
                incr = -incr
            if val <= 0:
                incr = -incr
            val += incr
            p.ChangeDutyCycle(val)
    finally:
        p.stop()
        GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':
    signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)
    main()

一、整体功能概述

该脚本基于地平线 Hobot.GPIO 库实现硬件 PWM 呼吸灯效果：

1. 使用 BOARD 引脚 33（RDK 仅 32、33 支持硬件 PWM）；
2. PWM 固定频率 48000Hz，初始占空比 25%；
3. 每 250ms 占空比 ±5%，从 25% 逐步升到 100%，再降到 0%，循环往复；
4. 支持 Ctrl+C 安全退出，自动停止 PWM 并释放 GPIO 资源；
5. 硬件 PWM 由 SOC 外设输出，不占用 CPU 循环翻转电平，精度高。

硬件接线：33 引脚串联限流电阻接 LED 正极，LED 负极接 GND，通过 PWM 平均电压实现亮度渐变呼吸效果。

二、逐段代码拆解

1. 头部、通用依赖与信号处理

python

运行

#!/usr/bin/env python3
# Apache2.0开源协议声明
import sys
import signal
import Hobot.GPIO as GPIO
import time

def signal_handler(signal, frame):
    sys.exit(0)

• #!/usr/bin/env python3：可直接 ./脚本名 运行；
• signal：捕获 Ctrl+C(SIGINT) 信号，主动退出触发finally资源清理；
• Hobot.GPIO：地平线专用 GPIO 库，内置硬件 PWM 封装；
• signal_handler：中断回调，执行系统退出。

2. 硬件引脚定义与警告屏蔽

python

运行

# 支持PWM的管脚: 32 and 33, 在使用PWM时，必须确保该管脚没有被其他功能占用
output_pin = 33
GPIO.setwarnings(False)

1. RDK 硬件限制：只有 BOARD 32、33 引脚具备硬件 PWM 外设，其余 IO 仅普通数字输入输出；
2. 使用前必须确认该引脚未被设备树、其他程序复用；
3. setwarnings(False)：屏蔽引脚重复初始化警告日志。

3. 主函数 main ()

3.1 PWM 对象初始化

python

运行

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 创建PWM实例：引脚 + 频率48000Hz
p = GPIO.PWM(output_pin, 48000)
val = 25    # 初始占空比 25%
incr = 5    # 每次变化步长 5%
p.ChangeDutyCycle(val)
p.start(val)

关键 API 说明：

1. GPIO.setmode(GPIO.BOARD)：采用开发板物理丝印编号；
2. GPIO.PWM(pin, freq) 创建 PWM 对象
   • 频率范围文档标注：48KHz ~ 192MHz；示例选用最低 48KHz；
   • 频率越高，人眼频闪感越弱，适合 LED 调光；
3. p.start(duty_cycle)：启动 PWM 输出，参数为初始占空比（0~100）；
4. p.ChangeDutyCycle(val)：动态修改占空比，val 取值区间 0 ~ 100；
   • 0：完全低电平，LED 熄灭；
   • 100：持续高电平，LED 最亮。

3.2 主循环：亮度渐变逻辑

python

运行

try:
    print("PWM running. Press CTRL+C to exit.")
    while True:
        time.sleep(0.25) # 250ms更新一次亮度
        # 到达上限100%，反向递减
        if val >= 100:
            incr = -incr
        # 到达下限0%，反向递增
        if val <= 0:
            incr = -incr
        val += incr
        p.ChangeDutyCycle(val)

渐变逻辑流程：

1. 初始 val=25，incr=5 → 每 0.25s +5：25→30→35…→100；
2. val=100 时 incr 取反 =-5 → 开始递减：100→95→90…→0；
3. val=0 时 incr 再次取反 = 5，重新递增，无限循环呼吸效果；
4. time.sleep(0.25) 控制渐变速度，数值越大呼吸越慢。

3.3 finally 资源强制释放（核心规范）

python

运行

finally:
    p.stop()        # 关闭硬件PWM外设输出
    GPIO.cleanup()  # 重置引脚，释放GPIO内核资源

无论正常循环、Ctrl+C 中断、代码异常，finally 一定会执行：

1. p.stop()：停止 PWM 波形输出，引脚变为普通 IO；不调用会持续输出 PWM；
2. GPIO.cleanup()：清空该引脚配置，防止下次运行报引脚占用。

4. 程序入口

python

运行

if __name__ == '__main__':
    signal.signal(signal.SIGINT, signal_handler)
    main()

提前注册 Ctrl+C 中断回调，保证退出流程完整执行资源回收。

三、PWM 核心原理补充

1. PWM（脉冲宽度调制）：固定周期内，高电平时间占比为占空比；
   • 占空比越高，等效平均电压越高，LED 越亮；
2. 本代码为硬件 PWM：波形由 SOC 硬件外设自动生成，主线程仅周期性修改占空比，CPU 无持续翻转开销；
3. 频率 48kHz 远高于人眼闪烁感知阈值，肉眼看不到频闪，调光顺滑。

四、完整运行时序

1. 启动脚本，注册 Ctrl+C 中断；
2. 初始化 BOARD 模式，创建 48kHz PWM 实例，25% 占空比启动输出；
3. 进入循环，每 250ms 增减 5% 占空比，自动升降亮度；
4. 按下 Ctrl+C 触发信号处理函数，执行sys.exit()；
5. 进入 finally，停止 PWM、清理 GPIO，程序安全退出。

五、开发注意事项 & 踩坑点

1. 引脚限制：仅 32、33 支持硬件 PWM，其他引脚调用GPIO.PWM会报错；
2. 频率范围约束：不可低于 48000Hz；
3. 占空比范围：0 ≤ val ≤ 100，超出区间无效果；
4. 权限问题：操作 GPIO 建议加sudo python3 xxx.py；
5. 退出不执行 cleanup/p.stop：会导致引脚持续输出 PWM，占用硬件资源；
6. 呼吸速度调节：修改sleep(0.25)数值，调大渐变变慢，调小变快；
7. 步长控制：修改incr=5，数值越大亮度变化跳跃感越强。

六、扩展修改示例

1. 放慢呼吸速度：time.sleep(0.5)
2. 亮度每次变化 10%：incr = 10
3. 更换 PWM 引脚为 33→32：仅修改output_pin = 32即可。