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樹莓派 Pico 上的模擬-數字轉換器只能以一種方式工作，它將模擬信號轉換為微控制器可以理解的數字信號。如果你想走另一種方式，并讓你的數字微控制器創建一個模擬輸出，你通常需要一個數字到模擬轉換器（DAC），但有一種方法來「偽造」模擬信號，使用所謂的脈寬調制或 PWM。

微控制器的數字輸出只能是 0 或 1。打開和關閉數字輸出被稱為脈沖，通過改變引腳打開和關閉的頻率，你可以改變或調制這些脈沖的寬度，因此稱為「脈寬調制」。

Pico 上的每個 GPIO 引腳都能夠進行脈寬調制，但是微控制器的脈寬調制塊是由八個切片組成的，每個切片有兩個輸出。如圖所示，你會看到每個 Pin 都有一個字母和一個數字。數字表示 PWM 引腳的編號，而字母表示使用的哪一個 PWM 片來輸出。

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如果你在引腳 GP0 上使用 PWM_A[0]，在引腳 GP1 上使用 PWM_B[0]，一切都正常。如果你在引腳 GP2 上添加 PWM_A[1]，依然正常運行。但是如果你嘗試在引腳 GP0 和引腳 GP16 上使用 PWM 通道，你會遇到問題，因為它們都連接到 PWM_A[0]。

下面按照圖示搭建電路，LED 和 330Ω 限流電阻，LED 正極通過 330Ω 電阻連接 Pico 的 GP15。LED 負極連接到 Pico 的 GND 引腳。

在 Thonny 中打開前面章節中的 Potentiometer.py 代碼文件。再將 LED 設置為模擬數字輸入：

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led = machine.PWM(machine.Pin(15))

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這段代碼將在 GP15 引腳上創建了一個 LED 對象，但有一個區別，它激活了引腳上的脈寬調制輸出，通道 B[7]，第 8 片的第二個輸出（從零開始計數）。

你還需要設置 PWM 的頻率，這是你可以更改的兩個值之一，以控制或調制脈沖寬度。在下面再加一行：

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led.freq(1000)

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這設置了 1000 赫茲的頻率，即每秒 1000 個周期。接下來，到程序的底部，刪除 print(voltage) 和 utime.sleep(2) 兩行，添加下面一行：

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led.duty(potentiometer.read_u16())

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這行從連接到電位器的模擬輸入中獲取原始讀數，然后使用它作為脈寬調制的第二個參數：占空比。

占空比控制引腳的輸出，0% 占空比使引腳在每秒 1000 次脈沖中處于打開，并有效地關閉 引腳；100% 占空比使引腳處于開啟狀態，達到每秒 1000 次脈沖，在功能上相當于將引腳作為固定數字輸出為打開；50% 占空比的引腳有一半脈沖是開的，一半脈沖是關的。

點擊 Run 運行程序，轉動電位器時觀察 LED。轉動電位器時 LED 會變亮，反向轉動電位器時 LED 會變暗。這是因為從連接到電位器的模擬引腳讀取的數據被轉換為 PWM 信號占空比的值，低占空比就像模擬輸出上的低電壓，使 LED 暗淡；高占空比就像高電壓，使 LED 變亮。

不過，你會注意到，LED 在電位器旋鈕達到停止點之前就已經達到最大亮度，非常輕微的移動 就會引起亮度的巨大變化。這是因為模擬讀數是一個介于 0 到 65535 之間的數字（一個 16 位整數）但占空比 0 – 100%，對應的值域最大值僅為 1024。任何高于該值的值都將被忽略，并將其視為 1024。

為了解決這個問題，并使之能夠正確地控制 LED 的亮度，你需要將模擬輸入的值映射到 PWM 片能夠理解的范圍。最好的方法是告訴 MicroPython 你將占空比值傳遞為無符號 16 位整數，與 Pico 的模擬輸入引腳接收到的數字格式相同。

在程序中找到以下行：

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led.duty(potentiometer.read_u16())

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編輯它，以便它進行讀取：

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led.duty_u16(potentiometer.read_u16())

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程序變成下面這樣：

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import machine
import utime
 
potentiometer = machine.ADC(28)
led = machine.PWM(machine.Pin(15))
led.freq(1000)
 
while True:
    led.duty_u16(potentiometer.read_u16())

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點擊 Run 圖標，試著把電位器一路轉到一邊，然后一路轉到另一邊。注意 LED，這一次，除非你用的是對數電位器，否則你會看到 LED 的亮度平滑地從電位器旋鈕的一端完全關閉到另一端完全點亮。

祝賀你！你不僅掌握了模擬輸入，而且現在可以使用脈寬調制創建等效的模擬輸出了！

審核編輯：劉清