This document discusses LED display control on the micro:bit board. It covers LED principles and applications, the micro:bit LED matrix, LED display control commands including displaying numbers, text, images and arrows. It provides examples of breathing light, fireworks and dynamic screen animations using variables, conditional and counting loops.

1. micro:bit LED顯示控制
Revised on March 23, 2021
 LED原理與應用
 micro:bit矩陣LED
 矩陣LED顯示控制指令
 條件迴圈與計數迴圈
 實作練習-LED呼吸燈
 使用變數
 實作練習-霹靂燈
 實作練習-動態屏幕

2.  LED(Light-emitting diode)具備低功耗、體積小、溫度低、壽命
⻑、反應速度快等優點，是⽬前最盛⾏的指示裝置或照明裝置
 LED在生活科技應用實例
發光二極體 1/3
2

3.  LED(Light Emitting Diode)是利用電能轉化為光能的方式發光。
發光二極體晶粒是種半導體材料，當正負極兩端施予電壓，電流通過
時，會使得電子與電洞結合，結合的能量便以光的形式發出
 不同材料的能階⾼低決定發光的波⻑，LED晶圓製造過程中添加不同
的⾦屬元素，使發出不同波⻑的光
 470nm發藍光、530nm發綠光、570nm發黃光、630nm發紅光
發光二極體 2/3
3
材料 發光顏色 順向電壓
GaAs (砷化鎵) 紅外線 1.2V
GaAsP (磷砷化鎵) 紅光、黃光、橙光 2V
GaP (磷化鎵) 綠光 2.2V
GaN (氮化鎵) 藍光 5V
GaN+YAG螢光粉 白光 4.1V

4.  當順向電壓超過切入電壓時，LED開始導通發光，電流愈大LED愈亮，
但電流太大時會燒毀LED，因此必須串接限流電阻防止電流過大
 ⼀般限流電阻約150Ω~330Ω。若LED導通壓降2.02V，使用220Ω限流
電阻，則LED電流10mA (
.
13.5𝑚𝐴)
發光二極體 3/3
4
220Ω
開始導通發光

5.  5*5 matrix
micro:bit LED matrix
column(x)
row
(y)
(4,4)
(0,0)
5

6. micro:bit LED matrix
https://youtu.be/qqBmvHD5bCw
6

7.  顯示數字
 顯示數值資料，多位數字時向左捲動顯示
LED matrix顯示控制指令 1/9
7

8.  顯示文字
 向左捲動顯示文字訊息
LED matrix顯示控制指令 2/9
8

9.  顯示圖示
 顯示已預先編排好的圖案
LED matrix顯示控制指令 3/9
9

10.  顯示箭頭
 顯示箭頭圖案
LED matrix顯示控制指令 4/9
10

11.  顯示指示燈
 使用滑鼠點擊編輯5*5矩陣圖案
LED matrix顯示控制指令 5/9
11

12.  設定顯示亮度
 亮度值0(不亮)~255(最亮)
 讀取顯示亮度
LED matrix顯示控制指令 6/9
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13.  亮度控制原理：使用脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)
技術，透過數位的方式來模擬類比輸出
 工作週期(Duty Cycle)表示脈衝持續時間(τ)與方波周期(T)的比值
𝐷 100%
LED matrix顯示控制指令 7/9
13

14.  個別LED顯示控制，x有效值0~4，y有效值0~4
LED matrix顯示控制指令 8/9
14

15.  移位顯示自訂圖案 (位移值為正表示左移，負值表示右移)
LED matrix顯示控制指令 9/9
使用滑鼠點擊編輯5*5矩陣圖案
使用滑鼠點擊編輯5*10矩陣圖案
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16.  當條件為true時，繼續執⾏迴圈內容
條件迴圈
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17.  設計程式控制micro:bit開發板，LED顯示愛心呼吸燈
實作練習 - 愛心呼吸燈 1/2
註：愛心圖案大小不會改變
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18.  參考程式
實作練習 - 愛心呼吸燈 2/2
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19.  變數是隨時可以改變內容的容器名稱，使用變數可以使程式更靈活處
理資料
 變數使用前必須先宣告，給予⼀個變數名稱
使用變數 1/2
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20.  變數作業指令
使用變數 2/2
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21.  適用於已知需要重複執⾏的次數
計數迴圈
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22.  設計程式控制micro:bit開發板，LED顯示以下煙火圖案
 使用變數控制顯示位置
 使用計數迴圈
實作練習 - 霹靂燈 1/3
間隔50ms右移
間隔50ms下移
間隔50ms左移
間隔50ms上移
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(0,0)
(4,0)
(4,4)
(0,4)

23. 實作練習 - 霹靂燈 2/3
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24.  參考程式
實作練習 - 霹靂燈 3/3
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25.  需要重複使用的程式碼可以整理為函式
 使用函式可強化程式結構性，提⾼程式可讀性
定義函式 1/2
設定函式引數
函式名稱
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26.  函式需要回傳值時，加上return指令即可
定義函式 2/2
 無回傳值  有回傳值
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27.  設計程式控制micro:bit開發板，LED由右下往左上逐漸填滿顯示，
之後再由右下往左上逐漸熄燈
 使用變數控制顯示位置
 使用計數迴圈
實作練習 - 動態屏幕 1/4
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28.  參考程式
實作練習 - 動態屏幕 2/4
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29. 實作練習 - 動態屏幕 3/4
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30. 實作練習 - 動態屏幕 4/4
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