第三章第1课 科创板-按键（jiàn）驱动

1、了解按（àn）键的（de）工作原理；

2、掌握（wò）驱动（dòng）板载按键的方法；

3、通过编程实现按键（jiàn）驱动板载多彩LED灯工作。

1
按键——Science

按键是一种电子开关，按下时开（kāi）关会闭合接（jiē）通，当撤（chè）销压力时开关立刻断开，它是靠感（gǎn）受金属弹片受力变化来（lái）实现通断的。在电子电路（lù）中，常作为一种触发事件（jiàn）来使用，常（cháng）见（jiàn）的触发方式有：按键的状态（按键按（àn）下、按键（jiàn）松开（kāi）），按（àn）键的变化（按键由按下变为松开、按键由（yóu）松开（kāi）变为按下（xià）），更加复杂的触发（fā）方（fāng）式例如按键长按（àn）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（yuán）理（lǐ）——Engineering and Technology

科创（chuàng）板板载无声（shēng）按键（jiàn）

STEAM百科（kē）

按键控制原（yuán）理

按键的状态（tài）监（jiān）测（cè）：根据按键对应管脚的电平来检测按键的状态，在数字（zì）电（diàn）路中，二进制只（zhī）有0和1，常见的正逻辑即高电平（píng）为“1”，低电平为（wéi）“0”。科创板按键对应的电平关系如下表（其中按（àn）键左（zuǒ）的逻辑与其他按键的逻辑是（shì）相反的）：

按键抖动原理

在（zài）按（àn）键（jiàn）的操（cāo）作中（zhōng），可能会出现按键抖动，这是由按键（jiàn）的机械特性决定的，抖动的时（shí）间一般为5ms～10ms。这（zhè）是一个（gè）很重要的（de）时间参数，按（àn）键（jiàn）抖动（dòng）会引起一次按键按动被误读（dú）多次，我们（men）一般在程序里面加延时（shí）模块去除按键抖动的影响。

三、试验与（yǔ）科学——Technology and Math

1、驱动（dòng）板载按键

科创板板载无声按键共有六个（gè），每个按（àn）键对（duì）应的管脚如下：

认（rèn）识“获取数（shù）字输入的值”代（dài）码块

“获取数（shù）字（zì）输入的值”代码块（kuài）位（wèi）于“输入（rù）/输出”模块分类中，其作用是获取指定管脚的数字输（shū）入值（zhí）。

认识“等式\不等式”代码（mǎ）块

“等式\不等式”代码块位于“逻辑”模块分类中，包含多（duō）种（zhǒng）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（zé）返（fǎn）回“假”。

刚才我们已经（jīng）学过，高电平为“1”，低电平为（wéi）“0”。因此我们可以用表示按键（jiàn）上按下，另外在逻辑判断（duàn）中“1”又为可判（pàn）断为“真”，“0”判断（duàn）为（wéi）“假”，因此按（àn）键上按下还可以表示为，或者直接用（yòng）也（yě）可（kě）以。

认识“如果…执（zhí）行（háng）…”代码块

“如果…执行…”代码块位于“控制”模块中，它（tā）会判断相（xiàng）关条件，如（rú）果值为“真”，会执行下属框中的相应程序。

因为按键上（shàng）与绿色（sè）LED灯对应管脚号（hào）同为（wéi）12，所（suǒ）以我们先用（yòng）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（shàng）面的（de）程序下载到科创板后，按下（xià）按键右（yòu），板载红色LED灯点（diǎn）亮1秒后熄灭。

2、板机互动

认识“打印（yìn）（自动换行（háng））”代码块

“打印（自（zì）动换行（háng））”代码块位于“串口”模块中，它的作用是打印指定（dìng）的文字（zì）、数字或其他（tā）值，并在结尾自（zì）动换行。

认（rèn）识（shí）“非（fēi）”代码块（kuài）

“非”代（dài）码块位于“逻辑（jí）”模块中，它的作用是判（pàn）断其后的输入结果，如（rú）果输入结果为（wéi）假，则返回（huí）值为真（zhēn）；如（rú）果输（shū）入结果为真，则返回值为假（jiǎ）。

接下来，我们以按（àn）键（jiàn）上（shàng）、下、左、右四个（gè）按（àn）键为例，编写利用这四个按键实现板机互动（dòng）的程序：

因为按键左的逻（luó）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（cè）得的值（zhí）就是正常的逻辑值了。将上面的程序下载到（dào）科创板（bǎn），并按下相（xiàng）应的按（àn）键，就会在信息窗口看到（dào）相对应的信息了。

3、按键控制（zhì）LED灯亮度

接下来我们用按（àn）键和pwm来实现按键（jiàn）控（kòng）制灯的亮度，每一（yī）次按（àn）右（yòu）键，红（hóng）色灯亮度逐次增加，共有0到4四（sì）个亮度（dù）级（jí）别。

在这（zhè）里我们会用（yòng）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（zé）如果”块拖入弹出窗（chuāng）口的“如果”中，可得到“如果-否则如果”程（chéng）序块；再次（cì）单击蓝（lán）色齿轮，可关（guān）闭窗口，出现。

“如（rú）果-否则如果”代码块有四个接口，“如（rú）果”接口插入判断条件为“真”，运行“执（zhí）行”接口中（zhōng）的程序（xù）；“如果”接（jiē）口插入判断条件为“假（jiǎ）”，判断“否则如果（guǒ）”接口中的条件（jiàn），“否则如果”接（jiē）口（kǒu）判断（duàn）条件为“真”，运行“执行”否（fǒu）则如果接口中的程序。

按键右控制绿色LED灯亮度的程序：

将（jiāng）程序下载到科创（chuàng）板，打开（kāi）开（kāi）关会发现只有电源灯亮，如图（tú）一；现在（zài）我（wǒ）们点击右键会发现四角四个灯（dēng）会（huì）有微弱（ruò）亮，如图二；再（zài）点击右键，会发（fā）现（xiàn）灯更亮了一（yī）些，如（rú）图三；最后（hòu）再点击一下右键，会发现等（děng）变得更亮了（le），如图四；当（dāng）第（dì）五次点击右键的时候，绿色LED灯就会熄灭；之后点击（jī）右键会重复（fù）上面的过程。

      图（tú）一（yī）            图二            图三             图四（sì）

四、延伸与扩展——Arts

想一想（xiǎng），能不能用按键控制（zhì）蜂鸣器弹奏一首好听（tīng）的（de）音乐（lè）呢，怎样去实现？

请以小组的（de）形式（shì）进行合作（zuò），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（àn）键控制蜂（fēng）鸣器弹奏一首音（yīn）乐；

（保证（zhèng）控制方式安全可靠。