[水井村USR] 樹藝AI故事機開發紀錄V1.0-01：用HUB 8735 Ultra功能鍵控制板載LED

樹藝AI故事機開發紀錄V1.0-01：用HUB 8735 Ultra功能鍵控制板載LED

要讓樹藝作品成為一部「會看、會聽、會說、會回應」的AI故事機，第一步不是立刻加入大型語言模型，而是先確認開發板最基本的輸入與輸出功能。本次使用HUB 8735 Ultra，完成「功能鍵控制板載LED」測試，成功驗證按鍵輸入、LED輸出、序列監控與程式燒錄流程。

系列前導文章：
尚未完成Arduino IDE與HUB 8735 Ultra開發環境設定者，可先閱讀： 《國產Wi-Fi晶片8735 Ultra初體驗》 。

一、為什麼從按鍵與LED開始？

樹藝AI故事機未來預計整合故事按鈕、SD卡音訊、喇叭、燈光、攝影機、語音辨識、RAG知識庫與AI Agent。若一開始就將所有模組接在一起，發生問題時很難判斷究竟是按鍵、電源、音訊、網路還是程式造成。

因此，開發採用逐層驗證方式：

1. 先確認開發板可以正常燒錄。
2. 確認功能鍵可以被程式讀取。
3. 確認板載LED可以被程式控制。
4. 確認序列監控能顯示系統狀態。
5. 完成後再擴充三個故事按鈕與音訊播放。

功能鍵輸入 → RTL8735B程式判斷 → 板載LED輸出 → 序列監控顯示

二、HUB 8735 Ultra硬體位置

▲ HUB 8735 Ultra腳位配置。板上具有功能鍵、RESET鍵、攝影機介面、GPIO及兩個USB Type-C連接埠。

本次使用的主要元件如下：

元件	功能
HUB 8735 Ultra	執行按鍵判斷及LED控制程式
功能鍵／GPIO 12	作為使用者輸入
LED_BUILTIN	顯示按鍵狀態
USB Type-C	供電、序列通訊及程式燒錄
CH340序列晶片	讓Windows以COM埠辨識開發板

▲ HUB 8735 Ultra實際測試情形。本階段先確認按鍵、板載LED與USB燒錄功能，作為樹藝AI故事機的輸入輸出基礎。

三、V1.0-01測試目標

本階段預定完成四項驗證：

01｜燒錄成功 Arduino IDE顯示 upload success。

02｜程式啟動 燒錄完成後按RESET，開發板開始執行新程式。

03｜序列輸出 序列監控可看到開機及程式啟動畫面。

04｜按鍵控制 按下功能鍵後，板載LED狀態可以正確改變。

四、功能鍵控制板載LED程式

本次測試程式如下：

/*
 * HUB 8735 Ultra 樹藝AI故事機
 * V1.0-01：功能鍵控制板載LED
 */

const int FUNCTION_BUTTON_PIN = 12;

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  pinMode(FUNCTION_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);

  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

  Serial.println();
  Serial.println("==============================");
  Serial.println("HUB 8735 Ultra");
  Serial.println("Tree Art AI Story Machine");
  Serial.println("V1.0-01 Button Test");
  Serial.println("==============================");
  Serial.println("請按下功能鍵");
}

void loop() {
  bool buttonPressed =
    (digitalRead(FUNCTION_BUTTON_PIN) == LOW);

  if (buttonPressed) {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    Serial.println("BUTTON: PRESSED | LED: ON");
  } else {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  }

  delay(100);
}

五、程式重點說明

1. 功能鍵腳位

const int FUNCTION_BUTTON_PIN = 12;

以GPIO 12作為功能鍵輸入腳位。使用較完整的 FUNCTION_BUTTON_PIN 名稱，也能避免與開發板套件既有的巨集名稱發生衝突。

2. 使用內部上拉電阻

pinMode(FUNCTION_BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);

設定為INPUT_PULLUP後，按鍵未按下時讀到 HIGH，按下並接地時讀到 LOW。

3. 判斷按鍵是否按下

bool buttonPressed =
  (digitalRead(FUNCTION_BUTTON_PIN) == LOW);

程式將腳位狀態轉換成容易理解的布林變數。當 buttonPressed 為真，就代表使用者已按下按鍵。

4. 控制板載LED

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

使用開發板套件提供的LED_BUILTIN名稱，可以避免自行指定腳位時產生錯誤，也能提高程式的可讀性。

5. 顯示按鍵事件

Serial.println("BUTTON: PRESSED | LED: ON");

每次偵測到按鍵按下，序列監控會顯示按鍵與LED狀態。未來加入故事播放、Wi-Fi和Agent後，這些除錯訊息會非常重要。

六、HUB 8735 Ultra燒錄操作

HUB 8735 Ultra燒錄前必須手動進入Flash Mode。這項操作與一般可以自動重置的Arduino開發板不同。

按住功能鍵 → 按下並放開RESET → 放開功能鍵 → 上傳程式 → 完成後再按RESET

步驟1：使用USB Type-C線連接HUB 8735 Ultra的燒錄端與電腦。

步驟2：在Arduino IDE選擇HUB 8735 Ultra開發板。

步驟3：選擇Windows裝置管理員顯示的COM埠。本次測試使用COM10。

步驟4：按住板上的功能鍵不放。

步驟5：按一下RESET鍵並放開。

步驟6：最後放開功能鍵，讓開發板進入Flash Mode。

步驟7：在Arduino IDE按下「上傳」。

步驟8：看到upload success後，再按一下RESET鍵執行新程式。

重要：燒錄完成後必須再按一次RESET。如果只看到upload success卻沒有按RESET，開發板可能仍停留在燒錄狀態，新程式不會立即開始執行。

七、燒錄成功訊息

本次Arduino IDE顯示的燒錄訊息如下：

Enter Flash Mode!
Start Upload Flash
Uploading................upload success
End Upload Flash

其中upload success代表程式映像檔已成功寫入RTL8735B的Flash記憶體。

八、序列監控開機訊息

燒錄完成並按下RESET後，序列監控首先顯示RTL8735B平台的開機資訊：

== Rtl8735b IoT Platform ==

[Normal mode]

BootFromNORFlash

[Start Boot ROM...]

=== Load PARTBL ===

這些訊息代表：

• RTL8735B已重新啟動。
• 目前進入Normal Mode，而不是Flash Mode。
• 系統由NOR Flash載入程式。
• Boot ROM開始讀取分割表並啟動韌體。

完成底層開機後，才會進入Arduino程式的setup()，並顯示自訂啟動畫面。

==============================
HUB 8735 Ultra
Tree Art AI Story Machine
V1.0-01 Button Test
==============================
請按下功能鍵

按下功能鍵時，序列監控會顯示：

BUTTON: PRESSED | LED: ON

九、本次實測結果

V1.0-01四項測試全部正常：

1. Arduino IDE顯示 upload success。
2. 燒錄完成後按RESET，程式可以正常執行。
3. 序列監控可以看到RTL8735B開機及程式啟動畫面。
4. 功能鍵可以正確改變板載LED狀態。

測試項目	結果	代表意義
CH340／COM10	正常	USB序列通訊正常
Flash Mode	正常	可正常進入燒錄狀態
程式燒錄	成功	Flash寫入工具正常
RESET啟動	正常	可由NOR Flash執行新程式
功能鍵輸入	正常	GPIO數位輸入正常
板載LED輸出	正常	GPIO數位輸出正常
序列監控	正常	可用於後續除錯與事件觀察

十、這一步和樹藝AI故事機有什麼關係？

本次雖然只完成一顆按鍵和一顆LED，但已建立故事機最基本的「感知—判斷—回應」架構：

• 感知：功能鍵偵測使用者操作。
• 判斷：RTL8735B判斷按鍵是否被按下。
• 回應：LED改變狀態，序列埠顯示事件。

未來只要將LED回應換成故事播放，就能形成：

按下水井三寶按鈕 → 判斷故事角色 → 播放MP3 → 啟動對應燈光

再進一步連接Raspberry Pi或雲端AI，就能擴充為：

按住說話 → 語音辨識 → RAG搜尋 → LLM回答 → TTS播放

結語

V1.0-01完成的不只是LED控制，而是確認HUB 8735 Ultra從USB連線、Flash燒錄、系統啟動、GPIO輸入、GPIO輸出到序列監控的完整基礎流程。

採用逐步驗證的方法，可以讓後續的SD卡、MP3播放、燈光、攝影機與AI對話模組，都建立在已確認正常的基礎上。

下一階段將進入V1.0-02：水井三寶故事按鈕，為烏龜、白馬與姻緣花分別建立獨立按鍵事件，並加入按鍵除彈跳與單次觸發機制。

延伸閱讀： 《國產Wi-Fi晶片8735 Ultra初體驗》