Learning Objectives
- 說明輸入腳位為什麼需要上拉或下拉電阻，以及 gpiozero 的 Button 預設怎麼接
- 用 is_pressed 輪詢按鈕狀態，讓 LED 跟著按鈕亮暗
- 用 when_pressed、when_released 指定事件處理函式，並說明為什麼函式名稱後面不加括號
- 說明按鈕彈跳造成的問題，並用時間間隔去除彈跳
讓程式知道外面發生了什麼事
上一課的 LED 是輸出：程式決定腳位的電壓。這一課反過來，把腳位設成輸入：程式讀取腳位上的電壓， 判斷是高電位（約 3.3V，讀到 1）還是低電位（約 0V，讀到 0）。按鈕、開關、人體感測器都是這樣接上來的。
這一課要回答：
- 按鈕只有兩支腳，為什麼還要談「上拉電阻」？
- 程式要一直問「按了沒？」，還是讓按鈕按下時通知程式？
- 明明只按一次，程式為什麼可能算成好幾次？
浮接與上拉電阻
按鈕的作用只是「接通」或「斷開」。如果把按鈕接在 GPIO 與 GND 之間：
- 按下：GPIO 接到 GND，讀到 0。
- 放開：GPIO 什麼都沒接，叫做浮接（floating）。這時讀到的值不固定，手靠近、旁邊的電線有訊號都可能讓它亂跳。
解決方法是加一顆上拉電阻（pull-up resistor）：用一顆電阻把 GPIO 接到 3.3V。放開時，電阻把電壓「拉」到 3.3V，穩定讀到 1； 按下時，GPIO 直接接到 GND，讀到 0（電阻限制了從 3.3V 流到 GND 的電流）。反過來接到 GND 的叫下拉電阻（pull-down）。
樹莓派的 GPIO 晶片裡就有可以用程式開啟的上拉、下拉電阻，所以不用另外接。gpiozero 的 Button 預設 pull_up=True：
| 接法 | 程式 | 放開 | 按下 | is_pressed |
|---|---|---|---|---|
| 按鈕接在 GPIO 與 GND 之間 | Button(27)（預設 pull_up=True） |
高電位 | 低電位 | 按下時 True |
| 按鈕接在 GPIO 與 3.3V 之間 | Button(27, pull_up=False) |
低電位 | 高電位 | 按下時 True |
不管哪一種接法，is_pressed 都是「按下時為 True」：gpiozero 依你的接法幫你換算好，不用自己記「按下是 0 還是 1」。
GPIO27（實體第 13 腳）──[ 按鈕 ]── GND（實體第 14 腳） 內部上拉到 3.3V
GPIO17（實體第 11 腳）──[ 330Ω ]──▶|── GND 上一課的 LED
按鈕不要接在 GPIO 與 5V 之間：GPIO 不耐 5V。
逐步看：輪詢，LED 跟著按鈕
按鈕的時間表設定成在 0.6～1.3 秒、1.9～2.4 秒被按下（電路畫面上的按鈕會變色）。 程式每 0.1 秒問一次「按了沒？」，這叫輪詢（polling）。注意 LED 亮起來的時間：按鈕在 0.6 秒按下， 程式要到下一次檢查才發現，所以 LED 稍微晚一點才亮。
事件：按下時通知我
輪詢的程式整天都在問「按了沒？」。另一種寫法是事件（event）：先告訴 gpiozero「按下的時候，請呼叫這個函式」，
之後程式就可以去做別的事（或用 pause() 等著）。
button.when_pressed = pressed # 指定函式：不加括號
button.when_pressed = pressed() # 錯誤：這是「現在就呼叫」，把回傳值 None 指定給 when_pressed
pressed 是函式物件本身；pressed() 是呼叫它並得到回傳值。被交給別人、等事件發生時才呼叫的函式，叫做回呼函式（callback）。
也可以直接交出物件的方法，例如 button.when_pressed = led.on，按下時就會執行 led.on()。
在模擬器裡，事件處理函式會在
sleep()或pause()等待的期間被呼叫；真的 gpiozero 用另一個執行緒處理事件，概念相同。
逐步看：when_pressed 與 when_released
程式設定好兩個事件就停在 pause()。看步驟的跳躍：每次按下或放開，執行就從 pause() 跳進對應的函式，做完再回去等。按鈕在 0.5、1.5、2.3 秒被按下。
按鈕彈跳
按鈕裡是兩片金屬接點。按下的瞬間，接點會碰到、彈開、再碰到，在很短的時間內（通常是毫秒等級）來回好幾次， 叫做彈跳（bounce）。人感覺不到，但程式反應很快，會把一次按下當成好幾次。
理想的按下： ‾‾‾‾‾‾‾‾\________________/‾‾‾‾‾
實際的按下： ‾‾‾‾‾‾‾‾\_/‾\_/‾\_________/‾‾‾‾‾
↑ 彈跳：程式可能看到 3 次按下
去彈跳（debounce）的常見做法是：偵測到一次之後，一小段時間內的變化都不算。gpiozero 的 Button 有 bounce_time 參數
（單位是秒）做這件事，例如 Button(27, bounce_time=0.05)。下面的範例自己用時間間隔實作，讓你看到原理
（這個模擬器目前沒有模擬 bounce_time 參數）。也可以在硬體上加電容濾掉彈跳，「自造者入門」軌第 07 課會介紹。
逐步看：一次按下被算成三次
按鈕的時間表模擬了彈跳：0.4 秒按下時接點彈了三次（400、405、413 毫秒），1.5 秒按下時彈了兩次。
raw 照單全收，real 只算和上一次相隔 50 毫秒以上的那一次。看最後的輸出：raw 是 5，real 是 2。
小測驗：上拉電阻與讀值
按鈕接在 GPIO27 與 GND 之間，程式寫 button = Button(27)。按鈕放開時，GPIO27 的電位是？
同樣的接法，按鈕按下時 button.is_pressed 是什麼？
按鈕接在 GPIO27 與 3.3V 之間，程式應該怎麼寫？
小測驗：事件與回呼函式
下面的程式（不需要硬體）模擬「設定回呼函式」，會印出什麼？
def hello():
print("hi")
return 5
handler = hello
result = hello()
print(handler is hello, result)
寫成 button.when_pressed = pressed()（多了括號）會發生什麼事？
重點整理
- 輸入腳位不能浮接：用上拉電阻（接 3.3V）或下拉電阻（接 GND）給它一個確定的電位；樹莓派晶片內建可開關的上拉、下拉電阻。
Button(27)預設pull_up=True：按鈕接 GPIO 與 GND；is_pressed不論接法都是「按下時為 True」。- 輪詢：迴圈裡反覆讀
is_pressed；事件：when_pressed = 函式（不加括號），用pause()等待。 - 彈跳會讓一次按下被算成好幾次；用
bounce_time、時間間隔或硬體濾波去除。
下一課用 PWM 調整 LED 的亮度，讓蜂鳴器發出不同的音高。