基本功能：
- 長按控制按鈕開機，長按控制按鈕關機（>3s）
- 通過三個調節按鈕調節燈的顏色，每一個按鈕分別對應R，G，B值
- 模式切換：短按控制按鈕切換模式（長亮模式/閃爍模式）
元器件清單：
- Arduino Uno R3
- 小號面包板
- 跳線
- 10kΩ 電阻（×4）
- 220Ω 電阻（×3）
- USB電纜
- 按鍵 （×4）
- 5mm 共陰極 RGB LED
知識回顧：（參考書目《Arduino魔法書》）
1. 脈沖寬度調制（P25 - P27）
- PWM的輸出可以寫入數值的范圍：0~255
- PWM的工作原理：方波（占空比的概念）
- “你並沒有改變輸送到LED的電壓，為何又能在降低占空比時讓LED變暗呢？......如果LED每1ms就開關一次，它看起來就是近乎一半的亮度，這是因為它閃爍的速度超過了人眼能察覺的速度。因此，大腦實際上時平均了這個信號，並欺騙你相信這個LED只有一半的亮度。”
2. 上拉電阻和下拉電阻（P28 ~ P30）
- 沒有使用下拉電阻的情況
-
- 按鍵沒有按下時，要讀取的輸入引腳什么也沒有接——這個輸入引腳被稱為“懸空”。由於這個引腳沒有實際地接到0V或者5V，讀取它時會導致意料之外的結果，因為附近的電氣噪聲會導致其值在高低電平之間來回波動。
- 下拉電阻：將輸出端拉一根導線連接到地
上拉電阻：將輸出端拉一根導線連接到電源
3. 按鈕的消抖動（P30 ~ P33）
1 /* 2 * 消抖動函數： 3 * button: 要消抖動的按鈕 4 * last: 該按鈕的上一個狀態 5 * 返回值：消抖動后讀回的按鈕狀態 6 7 * - 這里所謂的消抖動，實際上就是如果檢測到電壓變化后先不操作，因為可能是抖動階段的 8 * 電壓改變，等5m之后再讀取當前值，避開抖動階段。 9 * - 如果沒有使用消抖動函數，在抖動的過程中電壓多次變化，會得到很多次“按鈕按下”的 10 * 結論，從而造成短時間內頻繁的開燈關燈。 11 */ 12 boolean debounce(int button, boolean last) { 13 boolean current = digitalRead(button); 14 if (last != current) { 15 delay(5); 16 current = digitalRead(button); 17 } 18 return current; 19 }
4. BlinkWithoutDelay:
這里的bilink借鑒的是examples中的BlinkWithoutDelay.ino中的blink方法，這種寫法允許在blink的同時做其它工作。比如：讀取按鈕的輸入等。但是如果使用的是Blink.ino中的寫法，在delay()的時候是不能做其它工作的。
電路圖：
完整源代碼：
1 /* 彩色小台燈 2 3 * 基本功能： 長按控制按鈕開機，長按控制按鈕關機（>3s）； 4 通過三個調節按鈕調節燈的顏色，每一個按鈕分別對應R，G，B值； 5 模式切換：短按控制按鈕切換模式（長亮模式/閃爍模式） 6 7 * 作者：Shadow 8 * 時間 ： 2020/09/08 9 */ 10 11 const int BLED = 9; 12 const int GLED = 10; 13 const int RLED = 11; 14 15 const int R_BUTTON = 2; 16 const int G_BUTTON = 3; 17 const int B_BUTTON = 4; 18 19 // 用來記錄當前燈顏色對應的RGB值 20 int R = 0; 21 int G = 0; 22 int B = 0; 23 24 // lastButton_X是按鈕的上一個狀態；currentButton_X是按鈕的當前狀態 25 // 這里所講的按鈕狀態實際上是指按鈕所連接的引腳讀入的電平值是HIGH還是LOW 26 // 用來輔助實現按鈕消抖函數debounce() 27 boolean lastButton_R = LOW; 28 boolean currentButton_R = LOW; 29 boolean lastButton_G = LOW; 30 boolean currentButton_G = LOW; 31 boolean lastButton_B = LOW; 32 boolean currentButton_B = LOW; 33 34 // 輔助實現blink()函數的變量 35 int ledState = LOW; // 記錄LED燈的當前狀態，LOW: dark; HIGH: light 36 unsigned long previousMillis = 0; // will store last time LED was updated 37 const long interval = 500; // interval at which to blink (milliseconds) 38 39 // 與控制按鈕相關的變量 40 const int MODE_BUTTON = 6; 41 int mode = 0; // 0: 關機; 1: 長亮; 2: blink 42 boolean lastButton_mode = LOW; 43 boolean currentButton_mode = LOW; 44 45 void setup() 46 { 47 pinMode(BLED, OUTPUT); 48 pinMode(GLED, OUTPUT); 49 pinMode(RLED, OUTPUT); 50 pinMode(R_BUTTON, INPUT); 51 pinMode(G_BUTTON, INPUT); 52 pinMode(B_BUTTON, INPUT); 53 pinMode(MODE_BUTTON, INPUT); 54 } 55 56 /* 57 * 消抖動函數： 58 * button: 要消抖動的按鈕 59 * last: 該按鈕的上一個狀態 60 * 返回值：消抖動后讀回的按鈕狀態 61 */ 62 boolean debounce(int button, boolean last) { 63 boolean current = digitalRead(button); 64 if (last != current) { 65 delay(5); 66 current = digitalRead(button); 67 } 68 return current; 69 } 70 71 // light the led 72 void light() { 73 analogWrite(RLED, R); 74 analogWrite(BLED, B); 75 analogWrite(GLED, G); 76 } 77 78 // turn off the led 79 void dark() { 80 digitalWrite(RLED, LOW); 81 digitalWrite(BLED, LOW); 82 digitalWrite(GLED, LOW); 83 } 84 85 // blink 86 void blink() { 87 // 這里的bilink借鑒的是examples中的BlinkWithoutDelay.ino中的blink方法，這種寫法允許在blink的同時做其它工作 88 // 比如：讀取按鈕的輸入等。但是如果使用的是Blink.ino中的寫法，在delay()的時候是不能做其它工作的。 89 unsigned long currentMillis = millis(); 90 91 if (currentMillis - previousMillis >= interval) { 92 // save the last time you blinked the LED 93 previousMillis = currentMillis; 94 95 // if the LED is off turn it on and vice-versa: 96 if (ledState == LOW) { 97 ledState = HIGH; 98 light(); 99 } 100 else { 101 ledState = LOW; 102 dark(); 103 } 104 105 } 106 } 107 108 void loop() 109 { 110 // Step1: check the current mode 111 if (mode == 0) 112 { 113 dark(); 114 } 115 else if (mode == 1) { 116 light(); 117 } 118 else { 119 blink(); 120 } 121 122 123 // Step2: change the color if some buttons were pressed 124 // read the current state of buttons 125 currentButton_R = debounce(R_BUTTON, lastButton_R); 126 currentButton_G = debounce(G_BUTTON, lastButton_G); 127 currentButton_B = debounce(B_BUTTON, lastButton_B); 128 129 // if button is pressed, change the related rgb value 130 if (lastButton_R == LOW && currentButton_R == HIGH) { 131 // button_R is pressed 132 R += 5; 133 if (R == 260) 134 R = 0; 135 } 136 if (lastButton_G == LOW && currentButton_G == HIGH) { 137 // button_G is pressed 138 G += 5; 139 if (G == 260) 140 G = 0; 141 } 142 if (lastButton_B == LOW && currentButton_B == HIGH) { 143 // button_B is pressed 144 B += 5; 145 if (B == 260) 146 B = 0; 147 } 148 149 // update last state of each button 150 lastButton_R = currentButton_R; 151 lastButton_G = currentButton_G; 152 lastButton_B = currentButton_B; 153 154 //Step3: change the mode if mode_button is pressed, turn on or off if mode_button is pressed more than 3 seconds 155 currentButton_mode = debounce(MODE_BUTTON, lastButton_mode); 156 if (lastButton_mode == LOW && currentButton_mode == HIGH) { 157 // button_mode is pressed, start timing 158 unsigned long pressMillis = millis(); 159 unsigned long releaseMillis = millis(); 160 while (digitalRead(MODE_BUTTON) == HIGH) { 161 releaseMillis = millis(); 162 } 163 // button_mode is released, record the period from press to release 164 unsigned long periodMillis = releaseMillis - pressMillis; 165 166 if (periodMillis > 3000 && mode != 0) { 167 mode = 0; 168 } 169 else if (periodMillis > 3000 && mode == 0) { 170 // if the previous state is dark, then light 171 mode = 1; 172 } 173 else if (mode == 1) { 174 mode = 2; 175 } 176 else { 177 mode = 1; 178 } 179 } 180 181 }
實驗截圖：
自己設計完成的第一個小項目，留兩張照片記錄一下吧~
