點亮 LED 只是第一步，接下來更重要的問題是：當現場按鈕與遠端命令都能操作這盞燈時，誰來記住它現在究竟是亮還是滅？接下來要為號誌燈建立統一的狀態管理方式，讓所有操作都使用同一個控制入口，避免各自下指令而造成狀態混亂。

用布林值保存亮滅狀態

在 LED_PIN 下方加入 bool ledState = false;，bool 是只有 true 與 false 兩種結果的資料型態，適合表示開啟或關閉，這裡將 true 視為 LED 亮起，false 視為 LED 熄滅。

const int LED_PIN = 2;

bool ledState = false;

變數建立後，程式便有一個固定位置記錄目前狀態，不必從分散的 digitalWrite() 指令猜測 LED 應該亮或滅，後續其他操作也能先修改 ledState，再依它的內容更新硬體輸出。

變數名稱使用 ledState，其中 LED 表示控制對象，State 表示狀態，閱讀程式時可以直接理解它保存 LED 的亮滅結果，初始值設為 false，代表 MCU 啟動時先以關閉狀態開始。

注意：布林值本身不會自動控制腳位，它只保存程式對目前狀態的判斷，真正讓 LED 改變的是後面的 digitalWrite()，因此狀態資料與硬體輸出必須一起更新，若只改 ledState 而沒有重新寫入 D2，程式記錄與實體燈號便可能不一致，因此需要特別注意。

建立共用切換函式

接著建立 toggle_led()，函式內先使用 ! 將布林值反轉，再透過三元運算子決定輸出 HIGH 或 LOW。

void toggle_led() {
  ledState = !ledState;
  digitalWrite(LED_PIN, ledState ? HIGH : LOW);
}

當 ledState 原本是 false，執行 !ledState 後會變成 true，下一次呼叫時又會由 true 變回 false，因此每執行一次函式，狀態就會切換一次。

ledState ? HIGH : LOW 是三元運算子，問號前方是判斷條件，條件為 true 時採用 HIGH，條件為 false 時採用 LOW，這行程式會讓 D2 的實際輸出與 ledState 保持相同意義。

將反轉狀態與更新輸出放在同一個函式後，其他程式便不需要分別修改變數與腳位，而是只要呼叫 toggle_led()，兩項工作便會依固定順序完成，這樣能減少狀態已改變但硬體尚未更新的情況。

共用函式也讓後續使用更單純，函式外部不必知道 LED 現在是亮或滅，也不必自己決定 HIGH 或 LOW，只需要提出切換要求，剩下的狀態反轉與腳位更新便都由 toggle_led() 一起搞定。

完整 MCU 程式

將 sketch/sketch.ino 改成以下內容，其他檔案保持 Day 4 的版本。

const int LED_PIN = 2;

bool ledState = false;

void toggle_led() {
  ledState = !ledState;
  digitalWrite(LED_PIN, ledState ? HIGH : LOW);
}

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  toggle_led();
}

void loop() {
}

說明：setup() 先將 D2 設為輸出，再以 LOW 關閉 LED，此時硬體狀態與 ledState = false 一致，接著呼叫 toggle_led()，變數會切換為 true，D2 也會輸出 HIGH，因此程式啟動後 LED 應持續亮起。

先寫入 LOW 再呼叫函式，是為了讓 MCU 啟動時有明確的初始輸出，並用同一個切換流程完成第一次亮燈，loop() 目前仍保持空白，目前只需驗證狀態與函式呼叫。

執行與驗證

儲存後按下 App Lab 的 Run，等待建置與部署完成，D2 LED 應在程式啟動後亮起，這表示 ledState 已由 false 變為 true，三元運算子也依狀態將 D2 設為 HIGH。

驗證成功後，也可在 setup() 中再加入一次 toggle_led(); 做短暫驗證，連續呼叫兩次後，狀態會由 false 變成 true，再變回 false，LED 最後應熄滅，確認結果後再恢復本篇只有一次呼叫的版本。

若 LED 結果與預期不同，先檢查 ledState 的初始值、反轉符號 !、三元運算子的 HIGH 與 LOW 順序，以及 toggle_led() 是否真的在 setup() 中被呼叫。

本篇完成內容

• 使用 bool ledState 保存 LED 狀態。
• 使用 ! 在 true 與 false 之間反轉。
• 使用三元運算子依狀態輸出 HIGH 或 LOW。
• 建立所有操作共用的 toggle_led() 函式。

現在號誌燈的狀態已有統一的管理方式，但目前還只能靠程式操作，無法滿足現場需求，接下來要為它加上實體按鈕，讓現場操作人員能直接操作。

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