本篇為『MAKER 系列』系列之程式設計篇子系列第三篇：多腳位定義的技巧(下篇)，乃是多腳位定義的技巧(上篇)之下集。筆者本系列是針對非資訊、電機、電子等 Makers 攥寫的系列，這三、四年來在 Maker 領域寫書、發表文章、辦展、授課，常遇到許多學子訓練不足，以交作業的心態來學習，並沒有把程式底子打好。
文 / 曹永忠、郭晉魁、吳佳駿、許智誠、蔡英德
上篇中談到在 Arduino 開發版程式設計之中，同時使用多個GPIO非常常見，但是GPIO腳位的變動更是頻繁，一旦 GPIO 腳位變動，相對應的程式必須要相對變更，所以使用陣列變數來替代單一變數Define宣告，(曹永忠, 吳佳駿, 許智誠, & 蔡英德, 2016a, 2016b, 2016c)，對陣列變數控制與使用，最更進一步介紹與深入。
本文內容希望透過筆者的經驗，一步一步分享筆者解決這樣問題的經驗，透過這樣練習，讓讀者可以養成正確有效的寫作習慣，避免往後無所謂的臭蟲(Bugs)產生。
本系列希望貢獻筆者一些經驗，讓非資訊、電機、電子等 Makers 可以學到一些程式開發的技巧、原理、法則與穩固的技術，因本系列文章主要讀者為初學者，內容程度為基礎入門程度，深入之處不足，但請高手們給筆者賜教，也請讀者關注本系列。
使用燈號狀態簡化程式
如下圖所示，我們發現我們使用八個 Leds 燈，而燈號成為連續數字，所以我們如果使用陣列變數來代表腳位，可以更有效管理這些腳位。
圖 1 流水燈連接電路圖
我們在上表：使用陣列與迴圈設定腳位程式，我們用陣列與迴圈來簡化腳位的設定與初始化，但我們在流水燈範例程式中，流水燈的動作還未寫出來，如下表所示。我們先看看流水燈範例程式中燈號動作的程式
表 1 流水燈動作程式
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步驟 |
程式碼 |
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第一燈 |
// Step 1 digitalWrite(Led1_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second |
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第二燈 |
// Step 2 digitalWrite(Led1_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second |
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第三燈 |
// Step 3 digitalWrite(Led1_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second |
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第四燈 |
// Step 4 digitalWrite(Led1_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second |
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第五燈 |
// Step 5 digitalWrite(Led1_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second |
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第六燈 |
// Step 6 digitalWrite(Led1_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second |
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第七燈 |
// Step 7 digitalWrite(Led1_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second |
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第八燈 |
// Step 8 digitalWrite(Led1_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led2_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led3_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led4_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led5_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led6_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led7_Pin, LOW); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW digitalWrite(Led8_Pin, HIGH); // 將腳位Blink_Led_Pin設定為低電位 turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); //休息1秒 wait for a second } |
在上表所示中，我們先看看流水燈範例程式中燈號動作的程式碼(紅色字、底線為主)，只有這個燈號動作的程式碼中，將腳位都設成高電位(HIGH)，其餘都是低電位(LOW)，如果我設一個燈號的變數，來讓系統知道目前所亮的燈號，或許就可以知道如何控制燈號
int NowLedOn = 0 ;
我們再透過迴圈來處理八個燈號，如下列程式：
for (int i =0 ; i < 8; i++)
{
}
然而我們並不知道在迴圈裡面，要亮哪個登，我們再將下表控制燈號亮與滅的if判斷式，加在迴圈程式裡。
表 2 控制燈號亮與滅
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if (NowLedOn == i) { digitalWrite(LedPins[i], HIGH); // turn on Led } else { digitalWrite(LedPins[i], LOW); // turn off Led } |
我們發現，六十四行的程式簡化成四行，依樣達到相同效果。
我們將使用陣列與迴圈控制燈號程式，上傳到開發板進行測試。
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