遊江、照夕 、港平安

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Arduino - LED 7 段數字顯示器

LED 7 段數字顯示器數數控制。

材料
LED 共陰極7段顯示器  x 1
Resistor 330Ω  x7

製作
< 參考「Arduino互動設 計入門2」- p7-5 ~ p7-7 >
port D0 (RX) 與上傳程式的USB共用之故， 我沒用上。

電路圖如下:

程式同上篇一樣使用 DDRx/PORTx 的技巧；如下:

const byte LED_SET = 0b11111110
const byte LEDs[10] = {
  0b11110110, // 0
  0b11000000, // 1
  0b01101110, // 2
  0b11101010, // 3
  0b11011000, // 4
  0b10111010, // 5
  0b10111110, // 6
  0b11100000, // 7
  0b11111110, // 8
  0b11111000  // 9
};

byte index = 0;

void setup() {
  DDRD = LED_SET;
}

void loop() {
  index %= 10;
  PORTD = LEDs[index++];
  delay(1000);
}

各接腳定訂如下：
pin D0 ：(不用)
pin D1 ：底部橫線
pin D2 ：左下直線
pin D3 ：左上直線
pin D4 ：中間橫線
pin D5 ：頂部橫線
pin D6 ：右上直線
pin D7 ：右下直線

右下角dp點沒做控制；程式技巧使用到 mod 運算，使得索引 index 只由 0 ~ 9 不會超過 10。
完成！

Arduino 第二課 - 跑馬燈

繼自學第一課: LED switch 用開關控制 LED (或者其他元件)後, 接著進入較複雜的(程式)控制: 跑馬燈。

材料
LED x3 (以上)
Resistor 330Ω x3 (搭配LED數量)

製作
< 參考「Arduino互動設 計入門2」- p4-19 ~ p4-21 >
紅色線: 高電位/電源輸出
黑色線: 低電位/電源回流

分兩種接法: 左圖為源流(source current) 與 右圖潛流(sink current)

電路圖如下:

程式如下:

const byte LEDs[] = {4 ,7, 10};
const byte LEDs_SIZE = sizeof(LEDs);

const byte INIT_VALUE = LOW; // LOW/HIGH when using source-/sink-current circuit
byte count = 0;

void setup() {
  for (byte i=0; i< LEDs_SIZE; i++) {
    pinMode(LEDs[i], OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  for (byte i=0; i< LEDs_SIZE; i++) {
    digitalWrite(LEDs[i], INIT_VALUE);
  }
  
  count = count % 3;
  digitalWrite(LEDs[count], ! INIT_VALUE);
  count++;
  
  delay(200);
}

上述, 使用了廻圈(loop)與陣列(array)的寫法; 源流接法時, 將

const byte INIT_VALUE = LOW;

潛流接法時, 將

const byte INIT_VALUE = HIGH;

另外, 可使用 DDRx (Data Direction Register)來控制 pin 的輸出入, 並使用 shift 的程式技巧來達成:

<以DDRD/PortD為例>

// for sink-current circuit
const byte INIT_VALUE = 0b00001000;
const byte LED_SHIFT = 2;
byte count = 0;

void setup() {
  DDRD = 0b10101000; // OFF for pull-down circuit
}

void loop() {
  count = count % 3;

  if (count == 0) {
    PORTD = INIT_VALUE;
  } else {
    PORTD <<= LED_SHIFT;
  }

  count++;
  delay(200);
}

上述為潛流接法的寫作, 源流的寫法得花點時間想想。

ps.
上述二例寫法與「Arduino互動設 計入門2」- p4-28, p4-31有點不同

Arduino 第一課 - LED switch

去天瓏買書時, 老闆慫恿我買 Arduino 的書來看, [年紀這麼大了, 學還來得及嗎?] 我這樣子問, 他說:[玩玩嘛!]. 於是真得玩了起來.

會有這樣子的想法, 是多年前 Make: 正夯(現在已發行《Make》雜誌國際中文版), 印象所及是曾看一篇網頁說明了用紅外線指示筆+光碟機做出了一個雷射筆(槍), 不久後新聞報導了大陸的網購網站竟然開始賣這樣子危險的東西; 另外, 還有 GPS 尋寶遊戲的導航製作. 試想, 我自己是否依樣畫葫蘆呢?!

而 Arduino 對我所學非專科的人來說, 多半只是看看而已; 直到一年多前開始察覺已經出現很多網站刊出很多有趣的東西之後, 我才順著天瓏老闆的話, 試著玩玩, 看是否如同以前的中推會同事一般, 做出個藍芽搖控玩具呢?!

但自學的第一課是什麼呢? 買材料! 而買材料的第一步是找一間電子材料行隨意逛逛. 看了玲瑯滿目各式規格看不懂的電子料件, 足足花了三個小時才買到了一些要學習的基本材料; 當然, 這樣子的結果是有先做功課的; 不然, 第一時間, 大概會因為眼花潦亂, 嚇到後打退堂鼓的.

即然身為 software developer 是沒在怕的, 先自我催眠: 只不過是組裝電路後把程式寫入即可. 於是乎產出了第一個電路及程式: LED switch

材料
Switch x 1 (微動開關)
LED x1
Resistor 330Ω (for LED)
Resistor 10KΩ (for Switch)

製作
< 參考「Arduino互動設 計入門2」- p4-8, p4-12, p4-14 >
紅色線: 高電位/電源
黑色線: 低電位/接地
白色線: 輸出 or 輸入
要注意上拉(pull-up)電阻與下拉(pull-down)電阻的選用與接法不同:

圖左為下拉電阻接法, 右圖為上拉電阻接法; 電路圖如下:

程式如下:

const byte SWITCH = 10;
const byte LED = 16;

//boolean lastState;

void setup() {

//  lastState = LOW;
  
  pinMode(SWITCH, INPUT);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(LED_2, OUTPUT);
  
  digitalWrite(LED_2, LOW);
}

void loop() {
    boolean click = false;
    boolean currentState = digitalRead(SWITCH); // pull-down circuit, use NOT when using pull-up circuit

    if (currentState != lastState) {
      delay(20);
      currentState = digitalRead(SWITCH); // pull-down circuit, use NOT when using pull-up circuit
      
      if (currentState != lastState) {
        click = true;
        lastState = currentState;
      }
    }
    
    if (click) {
      digitalWrite(LED, currentState );
    }
}

程式以下拉電阻接法寫的, 若為上拉電阻接法, 只要將其中

    ... = digitalRead(SWITCH);

改為

    ... = digitalRead(! SWITCH);

即可.

done!

ps.
「Arduino互動設 計入門2」- p4-16 的程式寫法會嚇到初學者的