Learning Objectives
- 用 machine.Pin 把一支 GPIO 腳位設成輸出，寫 1 與 0 控制 LED 亮暗
- 說明 LED 為什麼要串一顆限流電阻，以及長腳、短腳怎麼接
- 用 time.sleep 控制亮暗的時間，寫出永遠閃爍的程式
- 依序控制多顆 LED，做出紅綠燈的時序
寫程式控制真實世界的第一步
在電腦上寫程式，結果出現在螢幕上；在微控制器上寫程式，結果會出現在真實世界：燈會亮、馬達會轉、喇叭會響。 這些事情的起點都一樣：讓一支腳位輸出高電位或低電位。
這一課要回答：
- 程式怎麼讓 ESP32 的某一支腳位「通電」？
- LED 要怎麼接，才不會燒掉 LED 或開發板？
- 微控制器的程式為什麼常常寫成永遠不會結束的迴圈？
GPIO：可以由程式決定用途的腳位
ESP32 開發板兩側的金屬針腳，大部分是 GPIO（General Purpose Input/Output，通用輸入輸出）。 「通用」的意思是：同一支腳位可以由程式設定成輸出（送出電壓去控制東西）或輸入（讀取外面的電壓，下一課會用到）。
設成輸出時，腳位只有兩種狀態：
| 程式寫入 | 腳位電壓 | 稱為 |
|---|---|---|
1 |
約 3.3V | 高電位（HIGH） |
0 |
約 0V | 低電位（LOW） |
ESP32 的工作電壓是 3.3V，所以「高電位」是 3.3V，不是 5V。之後接感測器或模組時，要確認它們能接受 3.3V 的訊號。
LED 怎麼接
LED（發光二極體）有兩支腳，電流只能從一個方向流過：
- 長腳是正極（陽極），接到 GPIO 腳位
- 短腳是負極（陰極），接到 GND（接地）
LED 本身的電阻很小，直接接在 3.3V 上，電流會大到燒壞 LED，也可能傷到開發板的腳位。所以一定要串聯一顆限流電阻。 電阻值可以這樣估算（「自造者入門」軌第 03 課會詳細算）：
電阻 =（電源電壓 - LED 的順向電壓）÷ 想要的電流
=（3.3V - 2.0V）÷ 0.01A
= 130Ω → 選用常見、略大一點的 220Ω
紅色 LED 的順向電壓大約 2V，藍色、白色大約 3V，實際數值以 LED 的規格為準。電阻大一點只是比較暗，比電阻太小安全。
GPIO23 ──[ 220Ω ]──▶|── GND
（LED：長腳在左、短腳在右）
許多 ESP32 開發板在 GPIO2 接了一顆板上 LED，不用接線就能測試；但不是每一塊板子都有，也不一定在 GPIO2，要看板子的說明。
逐步看：讓 LED 閃三次
上方的電路畫面會跟著每一步更新。注意兩件事：執行到 led.value(1) 的下一步，LED 才亮起來；
time.sleep(0.5) 這一行讓「虛擬時間」一口氣前進 0.5 秒（看左上角的時間）。
微控制器的程式為什麼不結束
電腦上的程式做完事就結束，回到作業系統。微控制器通常只做一件事，而且要一直做： 溫度計要一直量、紅綠燈要一直換。所以 MicroPython 的程式常常寫成：
while True:
# 讀感測器、控制輸出、等一下
ESP32 開機時會自動執行存在板子上的 main.py（第 16 課會介紹），裡面通常就是這樣的無窮迴圈，直到斷電或按下重設鍵。
下一個範例只有四行，用 not 把目前的狀態反過來寫回去，LED 就會一直閃。模擬器不能真的跑到永遠，
所以電路規格設定只模擬 2 秒，時間到就停下來，像把電源拔掉一樣。
逐步看：永遠閃爍
每執行一次第 7 行，LED 就換一次狀態。看最後一步：模擬時間到 2 秒時程式停在 sleep 裡，不是程式出錯。
逐步看：紅綠燈
三顆 LED 各接一支腳位。用一個函式一次設定三顆燈，再等一段時間，程式比較好讀，也不容易漏掉某一顆。
小測驗：腳位與接線
執行 led = Pin(23, Pin.OUT) 之後再執行 led.value(1)，GPIO23 的電壓大約是多少？
紅色 LED 的順向電壓約 2V，接在 3.3V 的腳位上，想讓電流約 10 mA，限流電阻大約要多少？
LED 接反了（長腳接 GND、短腳接 GPIO），寫入 1 時會怎樣？
小測驗：程式與時間
下面的程式在模擬器裡執行，會印出什麼？
from machine import Pin
led = Pin(23, Pin.OUT)
led.value(1)
led.value(not led.value())
print(led.value())
while True: 迴圈裡只有 led.value(1)、time.sleep(0.3)、led.value(0)、time.sleep(0.7)，LED 一秒內亮多久？
重點整理
Pin(編號, Pin.OUT)把 GPIO 設成輸出；value(1)輸出 3.3V，value(0)輸出 0V，value()讀目前的狀態。- LED 長腳接 GPIO、短腳接 GND，一定要串限流電阻（3.3V 下常用 220Ω）。
time.sleep(秒)讓程式暫停；亮與暗各等多久，決定閃爍的節奏。- 微控制器的程式通常寫成
while True無窮迴圈，一直做同一件事。 - 多顆 LED 依序設定時，先設好全部的燈再等待，時序比較清楚。
下一課讀取按鈕：腳位設成輸入，讓程式知道外面發生了什麼事。