發光二極體 (Light Emitter Diode, LED) 是經常用在各種展示的小燈光工具，用在我們 arduino 學習上面的 LED， 則是一個小燈光連接兩條腳位的小元件，兩隻腳有長有短，長的需要輸入正電而短的則是負極～一般來說， 要讓這種 LED 發亮，大致需要 1.5 ~ 2.0V 之間的電壓，而亮度則與電流量有關。當電流太大，將可能導致 LED 的燒毀！ 而電流太小，又會讓 LED 太黯淡...那 LED 到底會不會燒毀呢？根據強者我同事蔡董的說明，arduino 其實無法輸出太大的電量， 所以，基本上，不太需要擔心 LED 燒毀的問題～但是...一般正常的接法，我們還是需要使用電阻來處理比較妥當！

• arduino 的腳位

再次仔細看下 arduino nano 的針腳，你會發現到上面有 D0~D13 的號碼，也有 A1 到 A7 的號碼，分別是使用數位、類比傳輸訊號的針腳功能。 再看下去，你也會發現有 3.3V 及 5V 的電量，同時也有接地 (GND) 的針腳。如果你想要讓某個元件一直供電，而且也不要限制其供電能力， 那就將正極接到 5V (或 3.3V) 上面，然後將負極接到接地 (GND) 上面即可。不過要特別注意， 5V, 3.3V 的針腳會輸出到 100mA 的電流， 跟一般 D0~D13 只提供 40mA 不太一樣！所以，有些元件一定要接電阻喔！

以我們的使用情況來說，想要讓 LED 燈在某些時刻亮、某些時刻暗，使用剛剛的持續供電就不太適合！ 這時，可以透過 D0~D13 來提供電力喔！不過要注意的是，D0~D13 是提供電力輸出 (OUTPUT) 還是電力輸入 (INPUT)， 這就得要事先做好設定！這時，就得要使用 pinMode 了！

• pinMode(第幾腳位, 輸入還是輸出)

使用 pinMode 時，內部有兩個參數，第一個參數是第幾個腳位，例如，我們要使用 D5 腳位時，那這裡就是寫 5 這個數值。 而輸入還是輸出等，就有底下的幾個常見設定：

• INPUT：高阻抗 (high-impedance) 輸入模式
• INPUT_PULLUP：內含上升電阻的輸入模式
• OUTPUT：輸出模式

pinMode(5, OUTPUT)     // 設定 D5 為輸出模式
pinMode(7, INPUT)      // 設定 D7 為高阻抗輸入模式

• 使用 digitalWrite(第幾腳位, 高電壓/底電壓)

指定了腳位的輸出/輸入模式之後，那麼如何控制該腳位的電位呢？基本上，就是使用 digitalWrite 去提供高電壓 (HIGH) 或低電壓 (LOW) 。如果以 pinMode(5, OUTPUT) 為例，如果第 5 腳位要供電，則使用 digitalWrite(5, HIGH)， 如果不要供電 (停電) 時，就改寫成 LOW 即可！

上面就是個簡單的單顆 LED 處理方案～現在，讓我們來玩一下，如果有 4 顆以上的 LED 燈，要怎麼處理！？

這個是很簡單的燈號持續移動方式。現在，做個小作業：

現在，讓我們來玩另一個簡單的 LED 移動～讓亮燈先朝東，到底了再朝西，這樣來回變化～這就是所謂的霹靂燈啊～ 連線的方法跟上面的一模一樣，只是，我們要想到的是，陣列是 led[0] 到 led[3]，我們用的是 led[j] 來表示。 當朝東時，若 j 到達 3 之後，就要變成減號～那如果是朝西時， j 到達 0 就要變成加號！所以要加判斷式！ 同時，加上一個名為 dir 的變數 (direction, 方向)，這樣才能知道是朝東還是朝西！

基本上，arduino 的腳位中，僅有 D3, D5, D6, D9, D10, D11 這幾個腳位可以提供可調整式電力輸出的方式， 其他的數位針腳都僅有 HIGH 與 LOW (全供電或全不供電) 的情況而已，因此，底下要進行的實做，務必留意腳位號碼。

• 使用 analogWrite(腳位, 供電數值) 進行供電量變化

使用 digitalWrite 只能提供全部的電量或全部斷電，如果想要可調整的數據，就得要使用 analogWrite 這個函數了。 這個函數的第二個數值，可以從 0~255，0 是最小輸出，255 是最大輸出！所以，你要變化的時候， 數字要在 0 到 255 之間變化。基本上，你就想成 0 是 LOW 而 255 是 HIGH，其他的數值就是在 LOW 與 HIGH 之間而已。

接下來，請自行設計一下，讓這個 LED 燈，可以慢慢變亮之後，再慢慢便暗！

我們可以透過 Serial 的功能來設定 LED 是否要點亮，甚至於挑選需要的變化與延遲數據等。 先複習一下序列埠的處理方式：

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  String tmp = Serial.readString();
  tmp.trim();

通常，鳥哥喜歡將全部的資料抓下來，然後再以類似 tmp.toInt() 之類的方式轉成整數，這樣就可以了！ 現在，讓我們來思考一下，當使用者輸入 1 的時候，就點亮燈光，當使用者輸入 0 的時候，就關閉 LED 燈光， 基本上，可以這樣簡單的實做：

一般的按鈕形式，根據是不是持續保持原有狀態而大致分為兩種，一種是會持續保留連線狀態的開關，如滑動開關、搖動開關、撥指開關等等。 另一種則是按下時短路放開時斷路的按鍵開關。我們這裡先使用簡單的按鍵開關來測試一下好了。

• 利用 pinMode(sw, INPUT_PULLUP) 設定內升電阻

使用開關，最重要的，當然就是判斷開關的狀態了！這時，就得要了解那一隻數位針腳可以提供斷電、短路的資訊。 跟 LED 供電時，使用 pinMode(led,OUTPUT) 不同，按鍵開關需要使用的是 INPUT 或 INPUT_PULLUP 輸入設定。 其中，單純使用 INPUT 模式時，在線路上面需要用到 5V 或 3.3V 以及電阻器，設定上較為複雜。因此， 我們大概會單純的使用 INPUT_PULLUP 模式，該模式可以使用 arduino 內建的電阻功能，因此不用接電源也不用接電阻！ 連線上面會比較簡單。如果使用 INPUT，會有點像市電的開關...

不過，大家都知道，每個人的『手速』都不一樣，有的按下開關速度很快，有的很慢！那， arduino 可能有偵測速度的問題， 因此，我們可以透過一個迴圈的功能，讓 arduino 判斷按鈕的狀態是否持續在短路的情況，就可以處理這個問題。

• digitalWrite 與 digitalRead

前面講過 digitalWrite 可以針對某個腳位提供高電壓或低電壓，針對剛剛的 pinMode(腳位, HIGH/LOW) 來說， 如果使用 INPUT_PULLUP 時，就得要使用高電壓 HIGH，讓它持續供電，等到按下按鍵時，才會知道有短路發生！ 而不會燒毀設備，是因為有內升電阻的緣故！那如何知道該腳位是高電壓還是低電壓呢？就透過 digitalRead(腳位) 來判斷。

• 沒有按下按鍵：當發生高電壓，代表斷路，就是在 HIGH 的狀態
• 按下按鍵：發生低電壓，因為發生短路 (迴路)，電壓送到接地，因此就是 LOW 的狀態

那怎麼判斷使用者是不是按住開關呢？我們可以寫一個迴圈，內容這樣就好：

int qq = digitalRead(hh);
if ( qq == LOW ) {
	while ( digitalRead(hh) == LOW ) ;   // 這個迴圈沒有任何動作，就是一直迴圈！
	....
}

上面那個 while 的功能，就是在偵測 hh 腳位是不是一直在 LOW (短路) 的狀態！透過這個無窮迴圈，就可以告知 arduino， 使用者按住不放按鍵，請暫時停止往下跑的意思！

設計名為 code-led-bn 的程式，使用者可以按下按鍵，共有 3 種循環，第一種恆暗，第二種恆亮，第三種緩慢變亮後變暗 (code-led-12)。 基本設計的思考可以這樣想看看：

• 先設計一個名為 myled 的函數，帶有 ledstat 這個狀態整數，ledstat 為 0, 1, 2 進行循環來的。 這個函數的內容根據上述說明，分別帶入 digitalWrite, digitalWrite 以及 analogWrite 加上迴圈等功能來處理即可。
• 在 loop 當中，跟按鍵範例差不多，但是， ledstat 使用累加的方式，同時判斷如果大於等於 3 ，就回復到 0 的方式來處理。 最後執行 myled(ledstat) 函數即可。

其他的整數變數，請自行宣告處理了！