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開始實作！線上版Arduino - Wokwi
開始實作！線上版Arduino - Wokwi
由於我們一般使用的編程軟件-ArduinoIDE 必須要在電腦連接Arduino板的實物才能運作(哪怕你的程序不會用到實物零件)，所以先介紹的我們先用線上的Arduino模擬器做個簡單練習吧！模擬器簡單來說就是不用實物也能看到和實物一樣的效果，這個功能非常適合同學在家中沒有任何Arduino板時也能做練習或者自行創作，也是完全免費免安裝免註冊哦！
直接點網址進入：https://wokwi.com/
這個就是Wokwi的主頁，標題下面有些別人做好的例子，有空可以點進去看看，這裡先跳過
把畫面向下拉，可以看到Start from Scratch，這裏有不同型號的控制板可以讓我們選。我們學校主要是用Arduino UNO這款，所以點選左上的Arduino Uno
除了上面的方法，也可以直接用這個網址進入: https://wokwi.com/projects/new/arduino-uno
Arduino UNO的版面如下：
左邊紅圈 I 是打程式碼的地方，而右方則是模擬實物效果的模擬Arduino UNO板。
當你打好程式碼後，按右上方紅圈 II的綠色Play按鈕，右方的UNO板就會模擬程式的效果了
基本語法介紹
基本語法介紹
在上方紅圈的程式碼中，以//開始的文字、或者以/* */包覆的文字全部都是代表註解，註解及空行都不會影響到程式內容，故為方便閱讀，也可以先把它刪除，變成下面這樣：
void setup() {
}
void loop() {
}
上方的這兩段指令就是Arduino編程的基本指令：setup區和loop區
void setup(){ }的內容代表控制板有電時會馬上執行一次的內容、void loop(){ }的內容代表執行完setup的內容後就不斷重覆執行的內容
要執行的內容只需放在{ }內就會執行，可以參考右方的圖片，圖片左邊是coding的代示方式，圖片右邊是Scratch的編程方式
以右方圖片為例，其功能是一開始執行一次Do xxx，執行過後就會不停執行Do yyy
在沒有其他零件時，Arduino UNO主板上僅有一顆內置的LED可以讓我們控制，見右圖L字的位置。
我們做的第一個練習就是要令這顆燈亮起來，順便熟習一下Arduino的語法。
Lv. 1a 基本練習 1a - 開燈
Lv. 1a 基本練習 1a - 開燈
要令LED開燈，需要用到2句指令，分別為
pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT); //設定燈為輸出訊號用
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);//設定燈的訊號為高電位(HIGH的意思就是供電)
因為上述的指令只要運行一次，LED燈就會長開(像開燈掣)，所以上面的指令就放在setup區內就可以了。故整段完整指令的樣子就像下面。雖然loop的部份是空白但不能刪除
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT); //設定燈為輸出訊號用
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);//設定燈的訊號為高電位(HIGH的意思就是供電)
}
void loop() {
}
完成後按下開始鍵就可以看到結果(如下圖)
Lv. 1b 基本練習1b - 關燈
Lv. 1b 基本練習1b - 關燈
上面我們學了用digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH)令LED開燈，哪麼該如何關燈呢?
答案就是把HIGH改為LOW了，即
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);//設定燈的訊號為低電位(LOW的意思就是斷電)
那麼今次的練習是，在Level 1 的基礎上，我們讓LED亮一秒後就關了。程式碼如下：
pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT); //設定燈為輸出訊號用
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); //設定燈的訊號為高電位(供電)
delay(1000); //維持上面的狀態xx ms(毫秒)
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); //設定燈的訊號為低電位(斷電)
Lv.1c 進階題1c - LED燈不停閃爍
Lv.1c 進階題1c - LED燈不停閃爍
上面我們學了用digitalWrite()令LED開燈或關燈，哪如果令LED燈不停閃爍呢?
先給點小提示，閃爍其實就是不斷重覆開燈和關燈的動作，這裏就設定閃爍的速度是開燈一秒關燈一秒吧
哪麼該如何用上面所學的程式做到呢? 在1b 題目的基礎上先想想，再看下面的解答吧
Lv.1c 進階題1c 解答
Lv.1c 進階題1c 解答
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT); //因為只要一開始設定燈為輸出訊號就完了，所以留在setup區
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, 1); //設定燈的訊號為高電位(供電)
delay(1000); //維持上面的狀態xx ms(毫秒)
digitalWrite(LED_BUILTIN, 0); //設定燈的訊號為低電位(斷電)
delay(1000); //維持上面的狀態xx ms(毫秒)
}
Lv.1d 挑戰題1d - 改變頻率
Lv.1d 挑戰題1d - 改變頻率
試試看把改變LED燈的閃爍頻率(速度)改成1秒內1次開關循環吧！
Lv.1d 挑戰題1d 解答
Lv.1d 挑戰題1d 解答
閃爍頻率(速度)1秒內1次開關循環，即是半秒開半秒關燈，所以delay的時間改為500(500ms = 0.5s) 即可
digitalWrite(LED_BUILTIN, 1); //digitalWrite內的HIGH也可以寫成1
delay(500); //維持上面的狀態xx ms(毫秒)
digitalWrite(LED_BUILTIN, 0); //digitalWrite內的LOW也可以寫成0
delay(500); //維持上面的狀態xx ms(毫秒)
進階應用
進階應用
之前提到Arduino UNO板上只有一顆內建的LED燈，如果要連上其他的零件，就要用上右圖的接口了，這種常見的接口通稱杜邦頭(DuPont pin)
以UNO為例，我們可以用的pin(接口腳)有20個，它們的名稱分別為0~13，以及A0~A5。各位的功能我們留待1.4節再詳談
上面我們學了用digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);這裏的LED_BUILTIN其實是指13號pin，因為UNO板的13號pin是連着內建的LED
如果我們在9號腳連上了一顆LED，我們只要把LED_BUILTIN這個字換成9就可以了
Lv. 2a 基本練習 2a - 加入LED燈
Lv. 2a 基本練習 2a - 加入LED燈
要加上LED開燈，可以按開始旁邊的"+"號新增零件，請加入LED 和 Resistor(電阻)各一個，然後如右圖連接；完成後把1c或1d的程式的LED_BUILTIN換成9就可以了
void setup() {
pinMode(9,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(9, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(9, LOW);
delay(1000);
}
如無意外可以看到紅色的LED燈在閃爍
Lv.2b 挑戰題2b - 加入更多LED
Lv.2b 挑戰題2b - 加入更多LED
在2a的基礎上新增2顆不同色的LED到10號和11號pin並讓他們一起閃爍吧！
Lv.2b 挑戰題2b 解答
Lv.2b 挑戰題2b 解答
void setup() {
pinMode(9,OUTPUT);
pinMode(10,OUTPUT);
pinMode(11,OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(9, HIGH);
digitalWrite(10, HIGH);
digitalWrite(11, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(9, LOW);
digitalWrite(10, LOW);
digitalWrite(11, LOW);
delay(1000);
}
Lv.2c (可選)加分題2c - 紅綠燈
Lv.2c (可選)加分題2c - 紅綠燈
(可選)如果有時間的話，可以嘗試參考旁邊的紅綠燈，在2b的基礎模擬右邊的紅綠燈閃爍模式吧！
階段小結
階段小結
如果你已經順利完成了2b (甚至2c)的練習﹐恭喜你！你已經掌握Arduino的編程基礎了！
這個章節我們主要學習了setup,loop兩個區的分別，以及digitalWrite,delay等指令，這些名詞之後都會經常出現，請緊記！
在下一章節我們會開始使用實物的Arduino板進行編程：1.1 實體編程
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