OLED 繪製數學圖形

教學原文參考：OLED 繪製數學圖形

這篇文章會使用 micro:bit 連結 OLED1306 顯示器，搭配「變數」、「三角函數」、「重複迴圈」等積木，在 OLED 上繪製「正弦波形」以及「圓形」兩種數學圖形。

相關文章參考：變數、三角函數、重複迴圈。

micro:bit 連接 OLED1306 顯示器

按照下圖，使用「擴充板、杜邦線、麵包板」，將 micro:bit 連接 OLED1306 顯示器。

加入 OLED1306 積木

開啟 MakeCode 的擴展功能，搜尋「oled」，從搜尋結果中選擇「OLED12864_I2C」的項目，點選加入 OLED1306 顯示器積木。

OLED1306 積木完整教學：OLED1306 顯示器。

繪製「正弦波形」

「正弦波形」是什麼呢？是一種來自三角函數中的正弦​比例的曲線波形，當 x 不斷改變時，透過震幅、角度和正弦函數計算 y 座標，模擬週期性的波形圖案。

正弦波形 y 座標公式：y = y0 + n × sin(deg)

( y0：y 軸位置、n：震幅大小、deg：角度 )

更多詳細正弦波形公式，可以參考：The General Sinusoidal Function

了解公式原理後，就可以開始設計 OLED 的繪圖程式：

• 按照公式，先放入對應的 x、y、y0、n、deg 變數，並設定數值。
• 使用重複迴圈，重複 128 次 ( 因為 OLED 的 x 方向解析度只有 128 點 )
• 每次重複時
  • 計算 y 座標 ( *注意！MakeCode 的三角函數使用「弧度」，要將角度除以 57.7 轉換 *)。
  • OLED 繪製在 (x,y) 繪製亮點。
  • x 增加 1。
  • deg 增加 20。

完成後，啟動 micro:bit，OLED 就會畫出正弦波形。

繪製「圓形」

「圓形」是透過三角函數，計算圓周上的 x 與 y 座標所畫出的圖形。

圓形座標公式 ( x0、y0 為圓心座標，r 為半徑，deg 為角度 )：

• x 座標：x0 + r × cos(deg)
• y 座標：y0 + r × sin(deg)

首先新增一個名為 circle 的函式，替函式加入 x0、y0、r 和 deg 四個參數，透過函式繪製圓形。

了解公式原理後，就可以開始設計 OLED 的繪圖程式：

• 按照公式，編輯 circle 函式內容。
• 使用計次迴圈，重複 deg 次 ( 360 度可以畫出圓形，180 度可以畫出半圓形 )。
• 每次重複時計算 x、y 座標，並在 OLED 繪製亮點。
• 函式編輯完成後，於啟動時呼叫 circle 函式。

完成後，啟動 micro:bit，OLED 就會畫出圓形。

如果需要修改「起始角度」，可以把 circle 函式增加一個 deg0 的參數，計算角度時，先加上 deg0，就能夠指定起始的角度。

下圖的例子，按下 A 按鈕時，OLED 會畫出左邊的半圓形，按下 B 按鈕時，OLED 會畫出右邊的半圓形。

範例解答

• 範例解答：OLED 繪製正弦波形

• 範例解答：OLED 繪製圓形

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