第三章 科創板-按鍵驅動

第三章第1課 科創板-按鍵驅動

1、了解按鍵的工作原理；

2、掌握驅動板載按鍵的方法；

3、通過編程實現按鍵驅動板載多彩LED燈工作。

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按鍵——Science

按鍵是一種電子開關，按下時開關會閉合接通，當撤銷壓力時開關立刻斷開，它是靠感受金屬彈片受力變化來實現通斷的。在電子電路中，常作為一種觸發事件來使用，常見的觸發方式有：按鍵的狀態（按鍵按下、按鍵松開），按鍵的變化（按鍵由按下變為松開、按鍵由松開變為按下），更加復雜的觸發方式例如按鍵長按3秒、5秒，按鍵連續按幾次如鼠標的雙擊等。

無聲按鍵展示圖

二、按鍵工作原理——Engineering and Technology

科創板板載無聲按鍵

STEAM百科

按鍵控制原理

按鍵的狀態監測：根據按鍵對應管腳的電平來檢測按鍵的狀態，在數字電路中，二進制只有0和1，常見的正邏輯即高電平為“1”，低電平為“0”?？苿摪灏存I對應的電平關系如下表（其中按鍵左的邏輯與其他按鍵的邏輯是相反的）：

按鍵抖動原理

在按鍵的操作中，可能會出現按鍵抖動，這是由按鍵的機械特性決定的，抖動的時間一般為5ms～10ms。這是一個很重要的時間參數，按鍵抖動會引起一次按鍵按動被誤讀多次，我們一般在程序里面加延時模塊去除按鍵抖動的影響。

三、試驗與科學——Technology and Math

1、驅動板載按鍵

科創板板載無聲按鍵共有六個，每個按鍵對應的管腳如下：

認識“獲取數字輸入的值”代碼塊

“獲取數字輸入的值”代碼塊位于“輸入/輸出”模塊分類中，其作用是獲取指定管腳的數字輸入值。

認識“等式\不等式”代碼塊

“等式\不等式”代碼塊位于“邏輯”模塊分類中，包含多種關系符號，如下圖所示。

當兩個結果，能夠滿足相應判定條件的時候，就返回“真”，反之，則返回“假”。

剛才我們已經學過，高電平為“1”，低電平為“0”。因此我們可以用表示按鍵上按下，另外在邏輯判斷中“1”又為可判斷為“真”，“0”判斷為“假”，因此按鍵上按下還可以表示為，或者直接用也可以。

認識“如果…執行…”代碼塊

“如果…執行…”代碼塊位于“控制”模塊中，它會判斷相關條件，如果值為“真”，會執行下屬框中的相應程序。

因為按鍵上與綠色LED燈對應管腳號同為12，所以我們先用按鍵右來測試按鍵驅動（按鍵是輸入部分，所以初始化的時候要改為“數字輸入”）。

將上面的程序下載到科創板后，按下按鍵右，板載紅色LED燈點亮1秒后熄滅。

2、板機互動

認識“打?。ㄗ詣訐Q行）”代碼塊

“打?。ㄗ詣訐Q行）”代碼塊位于“串口”模塊中，它的作用是打印指定的文字、數字或其他值，并在結尾自動換行。

認識“非”代碼塊

“非”代碼塊位于“邏輯”模塊中，它的作用是判斷其后的輸入結果，如果輸入結果為假，則返回值為真；如果輸入結果為真，則返回值為假。

接下來，我們以按鍵上、下、左、右四個按鍵為例，編寫利用這四個按鍵實現板機互動的程序：

因為按鍵左的邏輯與正常邏輯是反的，所以運用“非”代碼塊對其進行取反，這樣測得的值就是正常的邏輯值了。將上面的程序下載到科創板，并按下相應的按鍵，就會在信息窗口看到相對應的信息了。

3、按鍵控制LED燈亮度

接下來我們用按鍵和pwm來實現按鍵控制燈的亮度，每一次按右鍵，紅色燈亮度逐次增加，共有0到4四個亮度級別。

在這里我們會用到“如果…執行…”代碼塊的拓展功能，單擊上方的藍色齒輪，會彈出。將“否則如果”塊拖入彈出窗口的“如果”中，可得到“如果-否則如果”程序塊；再次單擊藍色齒輪，可關閉窗口，出現。

“如果-否則如果”代碼塊有四個接口，“如果”接口插入判斷條件為“真”，運行“執行”接口中的程序；“如果”接口插入判斷條件為“假”，判斷“否則如果”接口中的條件，“否則如果”接口判斷條件為“真”，運行“執行”否則如果接口中的程序。

按鍵右控制綠色LED燈亮度的程序：

將程序下載到科創板，打開開關會發現只有電源燈亮，如圖一；現在我們點擊右鍵會發現四角四個燈會有微弱亮，如圖二；再點擊右鍵，會發現燈更亮了一些，如圖三；最后再點擊一下右鍵，會發現等變得更亮了，如圖四；當第五次點擊右鍵的時候，綠色LED燈就會熄滅；之后點擊右鍵會重復上面的過程。

      圖一            圖二            圖三             圖四

四、延伸與擴展——Arts

想一想，能不能用按鍵控制蜂鳴器彈奏一首好聽的音樂呢，怎樣去實現？

請以小組的形式進行合作，嘗試使用按鍵控制蜂鳴器，彈奏一首好聽的音樂。

設計要求：

（能夠用按鍵控制蜂鳴器彈奏一首音樂；

（保證控制方式安全可靠。