第（dì）三章第1课（kè） 科创板-按键驱（qū）动

1、了解按键（jiàn）的工作原理；

2、掌握驱动板（bǎn）载按键的方法；

3、通过编（biān）程实现按键驱（qū）动板载（zǎi）多彩LED灯工作。

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按键——Science

按键是一种（zhǒng）电子开关，按下（xià）时开（kāi）关（guān）会（huì）闭合（hé）接通，当撤销压（yā）力（lì）时开关立刻（kè）断开，它是靠（kào）感受（shòu）金属弹片受力变化来实现通（tōng）断的。在电子电路中，常作为一种触发事件来（lái）使用，常见的触（chù）发方式有：按键的状态（按键按下、按键（jiàn）松（sōng）开（kāi）），按键的变化（按键由按下（xià）变（biàn）为松开（kāi）、按键由松开变为（wéi）按下（xià）），更（gèng）加复（fù）杂的触发（fā）方式例如按键长按3秒、5秒，按键连（lián）续按几（jǐ）次如鼠标的（de）双击（jī）等。

无声按键展示图

二、按键工作原理——Engineering and Technology

科创板（bǎn）板载无声（shēng）按键（jiàn）

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（de）电平来检测（cè）按键（jiàn）的状态，在（zài）数字电路中（zhōng），二进制只有0和（hé）1，常见（jiàn）的正逻辑（jí）即高电平（píng）为“1”，低电（diàn）平为“0”。科创板按键对应的电平关系如（rú）下表（其中（zhōng）按键左的（de）逻辑与其他按键的逻（luó）辑是相反的）：

按键抖动（dòng）原理

在按键的操作中（zhōng），可能会出现按（àn）键抖动（dòng），这（zhè）是由按键的机械特性（xìng）决定的（de），抖动的（de）时间一般为（wéi）5ms～10ms。这是一个（gè）很（hěn）重要（yào）的时（shí）间参数，按键抖动会引起一次按（àn）键（jiàn）按动被误读多次，我们一般在（zài）程序里面加（jiā）延时模块去除按键抖动的影响。

三、试验（yàn）与（yǔ）科学（xué）——Technology and Math

1、驱动板（bǎn）载按键（jiàn）

科（kē）创板板载无声按键（jiàn）共有六个，每个按键对应的（de）管脚如下：

认识“获取数（shù）字输入的值”代（dài）码块

“获取数字输入的值”代（dài）码块（kuài）位（wèi）于“输入/输出”模块分类中，其作用是获取（qǔ）指定管脚的数字输入（rù）值。

认识“等式\不（bú）等式”代码块（kuài）

“等式\不等式”代码块位于（yú）“逻辑”模块（kuài）分类中，包含（hán）多（duō）种关系符号，如（rú）下（xià）图（tú）所示（shì）。

当两个（gè）结果，能够满足相应判定条件的（de）时候，就返回“真（zhēn）”，反之，则返回“假”。

刚（gāng）才我们已经学过，高电平为“1”，低电平为“0”。因此我们（men）可以用表示按键上按下，另外在逻（luó）辑判断中“1”又为（wéi）可判断为“真”，“0”判（pàn）断（duàn）为（wéi）“假”，因此按键（jiàn）上（shàng）按下还可以表（biǎo）示为，或（huò）者（zhě）直（zhí）接用也可以。

认识“如果…执行…”代码块

“如果…执（zhí）行…”代（dài）码块位于“控制”模块中，它会判断相（xiàng）关条件，如果值为（wéi）“真”，会执行下（xià）属（shǔ）框中的相应程序。

因（yīn）为按键上与绿色LED灯对应管脚（jiǎo）号同为12，所（suǒ）以我们先用按键右来测试按（àn）键驱动（dòng）（按键是输入部分，所以初始（shǐ）化（huà）的时候（hòu）要改为“数字（zì）输入”）。

将上面的程序下载到科创（chuàng）板后，按下按键（jiàn）右，板（bǎn）载（zǎi）红（hóng）色LED灯点亮1秒后熄灭。

2、板机（jī）互动

认识“打印（自动（dòng）换行）”代码块

“打印（自动换行）”代码块位（wèi）于“串口”模块（kuài）中，它的作用是打（dǎ）印（yìn）指定（dìng）的文字、数（shù）字（zì）或其他（tā）值，并在（zài）结尾自动换行。

认识“非”代（dài）码块

“非”代码块（kuài）位于“逻（luó）辑”模块中（zhōng），它的作用是判断其（qí）后的输（shū）入（rù）结果，如果（guǒ）输入结（jié）果（guǒ）为假，则返回值为真；如果输入（rù）结果为真，则返回（huí）值为假。

接下来，我们（men）以按键上、下（xià）、左、右四个按键为例，编（biān）写利用这四个按（àn）键实现板机互动（dòng）的程序（xù）：

因为（wéi）按键左（zuǒ）的（de）逻（luó）辑与正常逻辑（jí）是反（fǎn）的（de），所以运用“非”代码块（kuài）对其进行（háng）取反，这样测（cè）得的值（zhí）就是正常的逻辑值了。将上面（miàn）的程序下（xià）载到科创板（bǎn），并按下相应的按键，就（jiù）会在信息窗口看到相对应的信息（xī）了（le）。

3、按键控制LED灯亮度

接下来（lái）我们（men）用（yòng）按键和（hé）pwm来实现按键控制灯的亮度，每一次按右键（jiàn），红色（sè）灯（dēng）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（kuài）的拓展功能，单击上方的蓝色齿轮，会弹出。将“否则如果（guǒ）”块拖入弹出（chū）窗口的“如果（guǒ）”中，可得（dé）到“如果-否则（zé）如果”程（chéng）序块；再次单（dān）击蓝（lán）色齿轮（lún），可关闭窗口（kǒu），出现。

“如（rú）果-否则如果”代码块（kuài）有四个接口，“如果”接口插入判断条件为“真”，运（yùn）行“执行”接口中的程（chéng）序；“如（rú）果”接口（kǒu）插入判断条件为（wéi）“假”，判断“否则如（rú）果”接口中的条件（jiàn），“否（fǒu）则（zé）如果”接口判断条件为（wéi）“真”，运行“执行”否则如果接口中的程序（xù）。

按（àn）键（jiàn）右（yòu）控制绿色LED灯亮度的程序：

将程序下载到科创板，打（dǎ）开开关会发现只有电（diàn）源灯亮，如（rú）图一；现在我们点击（jī）右键（jiàn）会（huì）发现四角四个灯会有微（wēi）弱亮，如图二（èr）；再点击右键，会发现灯更（gèng）亮了一些，如图（tú）三；最（zuì）后再点击一下右键，会发现等变得（dé）更亮了，如图四；当第五次点击右键的时候，绿色LED灯就会（huì）熄灭；之后点击右键会（huì）重复上面的过（guò）程。

      图一            图二（èr）            图三             图（tú）四

四、延伸与扩展——Arts

想一想，能不能用按键（jiàn）控（kòng）制蜂鸣器弹奏一首好听的音乐呢，怎样去（qù）实现（xiàn）？

请以小组的形式进行合作（zuò），尝（cháng）试（shì）使用按键控制蜂鸣器（qì），弹奏一首好听的音乐（lè）。

设（shè）计要求（qiú）：

（能（néng）够用按键（jiàn）控制蜂鸣器弹奏一首音乐；

（保证（zhèng）控制方式安全可靠。