Arduino 筆記 – 透過 Serial 通訊控制 LED

從前一篇「Serial Library 介紹」中，我們已經知道可以用 Serial.read() 讀取 Serial Port 的資料，而且我們也知道了讀取 Serial Port 的一般寫法，也就是 --- 使用 Serial.available() 來檢查 Serial port 是否有資料進來，然後再使用 Serial.read() 把資料讀取出來放到變數中供後續的運用，像這樣:

接著，來做個簡單的練習，練習使用 Arduino 的 Serial 通訊。

實驗目的

練習使用 Serial 通訊。透過 Serial 通訊控制 5 顆 LED，根據 Serial 輸入進來的字元 (字元 1 到 5)決定不同顆 LED 的開關，字元 1 打開第 1 顆 LED，字元 2 打開第 2 顆 LED，以此類推。

材料

• 麵包板 x 1
• Arduino 主板 x 1
• LED x 5
• 220 ohm 電阻 x 5
• 單心線 x N

接線

• 將 5 顆 LED 分別接到 pin 2 到 pin 6 這 5 支接腳 。LED 的接法為: 長腳(陽極)接到 pin 腳，短腳(陰極)串接一顆 220 ohm 電阻接到 GND

電路圖

程式碼

程式版本一(switchCase.pde)，:

程式的邏輯很簡單，在利用 Serial.available() 檢查 Serial Port 發現有資料可供讀取時，就用 Serial.read() 把資料讀取進來放到 inByte 變數中，然後再判斷 inByte 根據收到的字元決定該打開哪一顆 LED，假如輸入的字元是 1 到 5 以外的字元，程式就會把所有 LED 都關掉。這邊判斷字元與打開不同顆 LED 的方法是利用 Switch Case 結構:

因為輸入的字元跟 LED 接腳的對應關係是有規則可循的，字元 1 至 5 對應到 pin 2 至 pin 6，因此，當收到 1 到 5 之中的一個字元時，只要用簡單的數學就可以算出對應的接腳：

所以，我們可以像底下程式版本二(SerialLED.pde)這樣把程式簡化:

然而，不管是寫程式的初學者或經驗老道的高手，我都建議你使用 Switch Case 的寫法，因為使用 Switch Case 程式看起來比較井然有序，比較容易理解。程式效能確實是要考慮的一件事沒錯，不過它並不是全部。

後記

在跑這支程式的時候，用 Serial Monitor 不是很方便，因為用 Serial Monitor 時，在輸入資料後，你得按下 Enter 鍵或是【Send】按鈕，資料才會真正從電腦端送到 Arduino：

▲ Serial Monitor

也就是說，如果你要打開第一顆 LED，你得輸入 1 接著按下 Enter 鍵或是【Send】按鈕，然後第一顆 LED 才會打開，要打開其它 LED，也是一樣都要做兩次動作，不是很方便。所以，我建議你使用超級終端機或是 Tera Term 來跑這支程式：

 

動動腦

• 這個範例把 5 顆 LED 接在 pin 2 到 pin 6，其實 pin 0 和 pin 1 也是 Digital I/O，這兩支接腳也可以接 LED，這個範例卻跳過不使用這兩支接腳，你知道為什麼嗎？
• 把 LED 從 5 顆擴充到 7 顆，然後參考「Lab6 控制蜂鳴器發聲」為這支程式加上一顆蜂鳴器，接著修改程式的功能，讓它除了根據輸入進來的字元 (字元 1 到 7)決定不同顆 LED 的開關外，同時也讓蜂鳴器發出中音 Do(523Hz), Re (587Hz), Mi(659Hz), Fa(698Hz), So(784Hz), La(880Hz) 到 Si(988Hz) 這七個不同音階的聲音，讓程式同時具備聲光的效果。

延伸閱讀

• Arduino Serial Library 介紹
• SwitchCase2
• SerialControl
• Lab5 LED Bar Graph
• Tera Term