第三章 科创板-按键驱动

第三章第1课 科创板-按键驱动

1、了解按键的工作原理；

2、掌握驱动板载按键的方法；

3、通过编程实现按键驱动板载多彩LED灯工作。

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按键——Science

按键是一种电子开关，按下时开关会闭合接通，当撤销压力时开关立刻断开，它是靠感受金属弹片受力变化来实现通断的。在电子电路中，常作为一种触发事件来使用，常见的触发方式有：按键的状态（按键按下、按键松开），按键的变化（按键由按下变为松开、按键由松开变为按下），更加复杂的触发方式例如按键长按3秒、5秒，按键连续按几次如鼠标的双击等。

无声按键展示图

二、按键工作原理——Engineering and Technology

科创板板载无声按键

STEAM百科

按键控制原理

按键的状态监测：根据按键对应管脚的电平来检测按键的状态，在数字电路中，二进制只有0和1，常见的正逻辑即高电平为“1”，低电平为“0”。科创板按键对应的电平关系如下表（其中按键左的逻辑与其他按键的逻辑是相反的）：

按键抖动原理

在按键的操作中，可能会出现按键抖动，这是由按键的机械特性决定的，抖动的时间一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数，按键抖动会引起一次按键按动被误读多次，我们一般在程序里面加延时模块去除按键抖动的影响。

三、试验与科学——Technology and Math

1、驱动板载按键

科创板板载无声按键共有六个，每个按键对应的管脚如下：

认识“获取数字输入的值”代码块

“获取数字输入的值”代码块位于“输入/输出”模块分类中，其作用是获取指定管脚的数字输入值。

认识“等式\不等式”代码块

“等式\不等式”代码块位于“逻辑”模块分类中，包含多种关系符号，如下图所示。

当两个结果，能够满足相应判定条件的时候，就返回“真”，反之，则返回“假”。

刚才我们已经学过，高电平为“1”，低电平为“0”。因此我们可以用表示按键上按下，另外在逻辑判断中“1”又为可判断为“真”，“0”判断为“假”，因此按键上按下还可以表示为，或者直接用也可以。

认识“如果…执行…”代码块

“如果…执行…”代码块位于“控制”模块中，它会判断相关条件，如果值为“真”，会执行下属框中的相应程序。

因为按键上与绿色LED灯对应管脚号同为12，所以我们先用按键右来测试按键驱动（按键是输入部分，所以初始化的时候要改为“数字输入”）。

将上面的程序下载到科创板后，按下按键右，板载红色LED灯点亮1秒后熄灭。

2、板机互动

认识“打印（自动换行）”代码块

“打印（自动换行）”代码块位于“串口”模块中，它的作用是打印指定的文字、数字或其他值，并在结尾自动换行。

认识“非”代码块

“非”代码块位于“逻辑”模块中，它的作用是判断其后的输入结果，如果输入结果为假，则返回值为真；如果输入结果为真，则返回值为假。

接下来，我们以按键上、下、左、右四个按键为例，编写利用这四个按键实现板机互动的程序：

因为按键左的逻辑与正常逻辑是反的，所以运用“非”代码块对其进行取反，这样测得的值就是正常的逻辑值了。将上面的程序下载到科创板，并按下相应的按键，就会在信息窗口看到相对应的信息了。

3、按键控制LED灯亮度

接下来我们用按键和pwm来实现按键控制灯的亮度，每一次按右键，红色灯亮度逐次增加，共有0到4四个亮度级别。

在这里我们会用到“如果…执行…”代码块的拓展功能，单击上方的蓝色齿轮，会弹出。将“否则如果”块拖入弹出窗口的“如果”中，可得到“如果-否则如果”程序块；再次单击蓝色齿轮，可关闭窗口，出现。

“如果-否则如果”代码块有四个接口，“如果”接口插入判断条件为“真”，运行“执行”接口中的程序；“如果”接口插入判断条件为“假”，判断“否则如果”接口中的条件，“否则如果”接口判断条件为“真”，运行“执行”否则如果接口中的程序。

按键右控制绿色LED灯亮度的程序：

将程序下载到科创板，打开开关会发现只有电源灯亮，如图一；现在我们点击右键会发现四角四个灯会有微弱亮，如图二；再点击右键，会发现灯更亮了一些，如图三；最后再点击一下右键，会发现等变得更亮了，如图四；当第五次点击右键的时候，绿色LED灯就会熄灭；之后点击右键会重复上面的过程。

      图一            图二            图三             图四

四、延伸与扩展——Arts

想一想，能不能用按键控制蜂鸣器弹奏一首好听的音乐呢，怎样去实现？

请以小组的形式进行合作，尝试使用按键控制蜂鸣器，弹奏一首好听的音乐。

设计要求：

（能够用按键控制蜂鸣器弹奏一首音乐；

（保证控制方式安全可靠。