pwm失控请教

lxa0 · 发表于 2025-6-15 17:52:25

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用esp32-s3-n16r8开发板（micropython语言）
做了一个网络时钟。

4位0.96寸tft彩屏做时分显示
4位0.96寸tft彩屏做月日显示。

遇到一个奇怪的小问题：
当链接电脑调试时，pwm控制背光正常，
但是脱离电脑独立运行后
pwm就失控导致背光太亮，刺眼。

请教坛子里的朋友：

这是咋回事？
1）代码问题？
2）硬件问题？

主代码见下：

# main.py - 集成月日显示的8屏网络电子表主程序（调用week_display模块）
import machine
from machine import Pin, PWM, SPI, RTC
import time
import ntptime
from st7735 import ST7735
from digit_font import DIGIT_FONT
from week_display import WeekDisplay
from neopixel import NeoPixel
import gc
import random
# 全局PWM对象 - 初始化为0，在ScreenController中设置实际亮度
screen_backlight = PWM(Pin(13), freq=1000, duty=200)
class Config:
"""系统配置类"""
COLORS = {
'BLACK': 0x0000,
'RED': 0x0fF8, # 红色
'GREEN': 0xF81F, # 绿色
'BLUE': 0xFF00, # 蓝色
'YELLOW': 0xf0ff, # 黄色
'MAGENTA': 0xfef0, # 粉色（品红）
'CYAN': 0xff0f # 青色
}
WIFI_SSID = "xxxxx"
WIFI_PASSWORD = "xxxxxxx"
# 时分屏幕引脚（原4个）
TIME_SCREEN_CS_PINS = [7, 6, 5, 4] # 时十位, 时个位, 分十位, 分个位
TIME_SCREEN_RST_PINS = [18, 17, 16, 15]
# 月日屏幕引脚（新增4个）
DATE_SCREEN_CS_PINS = [1, 2, 8, 38] # 月十位, 月个位, 日十位, 日个位
DATE_SCREEN_RST_PINS = [14, 45, 46, 47] # cs=Pin(38), rst=Pin(42)可以用
# 星期显示配置
WEEKDAY_PIN = 9 # NeoPixel连接的GPIO引脚
WEEKDAY_LED_COUNT = 7 # NeoPixel灯数量
SCREEN_DC_PIN = 12
SCREEN_BL_PIN = 13
UTC_OFFSET = 8
NTP_SERVERS = ['cn.pool.ntp.org', 'ntp.aliyun.com', 'time.google.com']
TIME_SYNC_INTERVAL = 3600
# 秒指示灯配置
LED_COLORS = [
(1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 5),
(1, 1, 0), (1, 0, 1), (0, 1, 1)
]
SECOND_LED_PIN = 3 # 秒指示灯引脚
SECOND_LED_NUM = 2 # 秒指示灯数量
class SecondIndicator:
"""秒指示灯控制器"""
def __init__(self, config):
self.config = config
self.pin = config.SECOND_LED_PIN
self.num_leds = config.SECOND_LED_NUM
self.strip = NeoPixel(Pin(self.pin, Pin.OUT), self.num_leds, bpp=3, timing=1)
self.colors = config.LED_COLORS
self.current_color_idx = 0
self.blink_state = True
self.blink_counter = 0
self.timer = machine.Timer(0)
self.timer.init(period=500, mode=machine.Timer.PERIODIC, callback=self._tick)
def _tick(self, timer):
self.blink_counter += 1
if self.blink_counter >= 2:
self.blink_counter = 0
self.current_color_idx = (self.current_color_idx + 1) % len(self.colors)
self.blink_state = not self.blink_state
if self.blink_state:
self.set_color(self.colors[self.current_color_idx])
else:
self.turn_off()
def set_color(self, color):
for i in range(self.num_leds):
self.strip[i] = color
self.strip.write()
def turn_off(self):
for i in range(self.num_leds):
self.strip[i] = (0, 0, 0)
self.strip.write()
def stop(self):
if self.timer:
self.timer.deinit()
self.turn_off()
class ScreenController:
"""屏幕控制类 - 管理8个屏幕（4个时分+4个日月）"""
def __init__(self, config):
self.config = config
self.screens = []
self.time_color = None
self.minute_color = None
self.month_color = None
self.day_color = None
self.display_colors = [color for name, color in config.COLORS.items() if name != 'BLACK']
# 初始化SPI
#self.backlight = Pin(config.SCREEN_BL_PIN, Pin.OUT, value=1)
self.spi = SPI(1, baudrate=20000000, sck=Pin(10), mosi=Pin(11))
# 初始化SPI（MOSI使用GPIO11，避免与PWM冲突）
global screen_backlight
self.backlight = screen_backlight
self.backlight.duty(200) # 确保25%亮度
# 初始化时分屏幕（前4个）
for i in range(len(config.TIME_SCREEN_CS_PINS)):
lcd = ST7735(80, 160, self.spi, dc=Pin(self.config.SCREEN_DC_PIN),
cs=Pin(config.TIME_SCREEN_CS_PINS[i]),
rst=Pin(config.TIME_SCREEN_RST_PINS[i]))
self.screens.append(lcd)
lcd.fill(self.config.COLORS['BLACK'])
lcd.show()
# 初始化月日屏幕（后4个）
for i in range(len(config.DATE_SCREEN_CS_PINS)):
lcd = ST7735(80, 160, self.spi, dc=Pin(self.config.SCREEN_DC_PIN),
cs=Pin(config.DATE_SCREEN_CS_PINS[i]),
rst=Pin(config.DATE_SCREEN_RST_PINS[i]))
self.screens.append(lcd)
lcd.fill(self.config.COLORS['BLACK'])
lcd.show()
# 初始化颜色
self.update_random_colors(force=True)
def update_random_colors(self, force=False):
"""更新4组颜色（时、分、月、日）"""
# 首次初始化或强制更新
if force or any(color is None for color in [self.time_color, self.minute_color, self.month_color, self.day_color]):
# 手动实现不重复随机选择
colors = self._get_unique_colors(4)
self.time_color, self.minute_color, self.month_color, self.day_color = colors
print(f"初始化颜色 - 时:{self.time_color:04X}, 分:{self.minute_color:04X}, 月:{self.month_color:04X}, 日:{self.day_color:04X}")
return
# 保存历史颜色
last_colors = {self.time_color, self.minute_color, self.month_color, self.day_color}
# 优先使用新颜色（排除历史颜色）
available = [c for c in self.display_colors if c not in last_colors]
new_colors = []
# 尝试选择4种新颜色
temp_colors = available.copy()
while len(new_colors) < 4 and temp_colors:
idx = random.randint(0, len(temp_colors) - 1)
new_colors.append(temp_colors.pop(idx))
# 若新颜色不足，从所有颜色中补充（可能包含历史颜色）
while len(new_colors) < 4:
color = random.choice(self.display_colors)
new_colors.append(color)
# 确保4种颜色不同（最终检查）
while len(set(new_colors)) < 4:
for i in range(4):
if len(set(new_colors)) >= 4:
break
new_colors[i] = random.choice(self.display_colors)
# 应用新颜色
self.time_color, self.minute_color, self.month_color, self.day_color = new_colors
print(f"颜色已更新 - 时:{self.time_color:04X}, 分:{self.minute_color:04X}, 月:{self.month_color:04X}, 日:{self.day_color:04X}")
def _get_unique_colors(self, count):
"""自定义不重复颜色选择函数"""
colors = self.display_colors.copy()
result = []
# 随机选择不重复颜色
while len(result) < count and colors:
idx = random.randint(0, len(colors) - 1)
result.append(colors.pop(idx))
# 若颜色不足，用剩余颜色填充（概率极低）
while len(result) < count:
result.append(random.choice(self.display_colors))
return result
def draw_digit(self, screen_idx, digit, group):
"""绘制数字，group=0:时分, group=1:月日"""
if 0 <= screen_idx < len(self.screens):
# 选择颜色（时分组或月日组）
if group == 0: # 时分组
color = self.time_color if screen_idx < 2 else self.minute_color
else: # 月日组
color = self.month_color if screen_idx < 6 else self.day_color
# 绘制数字
self.screens[screen_idx].fill_rect(5, 20, 70, 120, self.config.COLORS['BLACK'])
for seg in DIGIT_FONT.get(str(digit), []):
seg(self.screens[screen_idx], 5, 20, color)
self.screens[screen_idx].show()
def clear_all(self):
for screen in self.screens:
screen.fill(self.config.COLORS['BLACK'])
screen.show()
self.backlight.value(0)
class WiFiConnector:
"""WiFi连接管理类"""
def __init__(self, config):
self.config = config
self.wlan = None
def connect(self):
import network
self.wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
self.wlan.active(True)
if self.wlan.isconnected():
return True
self.wlan.connect(self.config.WIFI_SSID, self.config.WIFI_PASSWORD)
for _ in range(20):
if self.wlan.isconnected():
return True
time.sleep(0.5)
return False
def disconnect(self):
if self.wlan and self.wlan.isconnected():
self.wlan.disconnect()
self.wlan.active(False)
class TimeSync:
"""时间同步类"""
def __init__(self, config, rtc, wifi):
self.config = config
self.rtc = rtc
self.wifi = wifi
def sync_time(self):
if not self.wifi.connect():
return False
for server in self.config.NTP_SERVERS:
try:
ntptime.host = server
ntptime.settime()
local_time = time.localtime(time.time() + self.config.UTC_OFFSET * 3600)
self.rtc.datetime((local_time[0], local_time[1], local_time[2], local_time[6],
local_time[3], local_time[4], local_time[5], 0))
print(f"时间已同步为: {local_time[3]:02d}:{local_time[4]:02d}:{local_time[5]:02d} 星期{local_time[6]+1}")
return True
except:
continue
self.wifi.disconnect()
return False
def main():
"""主程序入口"""
config = Config()
screen_ctrl = ScreenController(config)
wifi = WiFiConnector(config)
rtc = RTC()
time_sync = TimeSync(config, rtc, wifi)
second_indicator = SecondIndicator(config)
# 初始化星期显示模块（使用配置中的引脚和LED数量）
week_display = WeekDisplay(pin=config.WEEKDAY_PIN, count=config.WEEKDAY_LED_COUNT)
# 首次同步时间
if not time_sync.sync_time():
print("警告：首次时间同步失败，使用设备现有时间")
# 屏幕映射关系
time_screen_mapping = {0: 0, 1: 1, 2: 2, 3: 3} # 时分屏幕索引到数字位置
date_screen_mapping = {4: 0, 5: 1, 6: 2, 7: 3} # 月日屏幕索引到数字位置
last_second = -1
last_minute = -1
last_sync_time = time.time()
try:
while True:
current_time = rtc.datetime()
year, month, day, weekday, hours, minutes, seconds, _ = current_time
# 时分数字（倒序排列）
time_digits = [minutes % 10, minutes // 10 % 10, hours % 10, hours // 10 % 10]
# 月日数字（倒序排列）
date_digits = [day % 10, day // 10 % 10, month % 10, month // 10 % 10]
# 每秒更新一次显示
if seconds != last_second:
last_second = seconds
# 每分钟切换颜色
if minutes != last_minute:
last_minute = minutes
screen_ctrl.update_random_colors()
# 更新时分显示（前4个屏幕）
for screen_idx, digit_idx in time_screen_mapping.items():
screen_ctrl.draw_digit(screen_idx, time_digits[digit_idx], group=0)
# 更新月日显示（后4个屏幕）
for screen_idx, digit_idx in date_screen_mapping.items():
screen_ctrl.draw_digit(screen_idx, date_digits[digit_idx], group=1)
# 更新星期显示（0=周一，6=周日）
week_display.show_weekday(weekday)
# 每小时同步一次时间
if time.time() - last_sync_time >= config.TIME_SYNC_INTERVAL:
if time_sync.sync_time():
last_sync_time = time.time()
# 垃圾回收，防止内存泄漏
gc.collect()
time.sleep(0.1) # 降低CPU使用率
except KeyboardInterrupt:
# 忽略中断，确保继续执行
pass
# 清理其他资源
try:
wifi.disconnect()
print("[WiFi已断开]")
second_indicator.stop()
print("[秒指示灯已关闭]")
week_display.clear()
print("[星期显示已清空]")
# 关闭屏幕
screen_ctrl.clear_all()
print("[屏幕已清空]")
except Exception as e:
print(f"清理其他资源时出错: {e}")
# 最终确认信息
print("\n程序已安全退出")
if __name__ == "__main__":
main()

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