第三章第1课 科创板-按键驱动

1、了解按键的工作（zuò）原理；

2、掌握（wò）驱动板载按键的（de）方法（fǎ）；

3、通过编程（chéng）实现按键（jiàn）驱动板载多（duō）彩LED灯工作。

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按键——Science

按键是一种（zhǒng）电子开关，按（àn）下时（shí）开关会闭合接通，当撤销压力时开关（guān）立刻断开，它（tā）是靠感受金（jīn）属（shǔ）弹片受力变化来实现通断（duàn）的（de）。在电子电路中，常作为一种触发事件来使用（yòng），常见的触（chù）发方式（shì）有：按（àn）键的状（zhuàng）态（tài）（按键按下、按键松开），按键的变化（按键由按下变为（wéi）松开、按键由松开变为（wéi）按下），更加（jiā）复杂的触发（fā）方式（shì）例（lì）如按键长按3秒（miǎo）、5秒（miǎo），按键连续按几（jǐ）次如鼠标的双击等。

无声按键展示（shì）图

二、按键工作原（yuán）理——Engineering and Technology

科创板板载无（wú）声按（àn）键

STEAM百科

按键控制（zhì）原理

按键的状（zhuàng）态（tài）监测：根据按键对应（yīng）管脚的电平来（lái）检测（cè）按键的状（zhuàng）态，在数字电路中，二进制（zhì）只有0和1，常见的正逻辑即高电平为“1”，低电（diàn）平为“0”。科（kē）创板按键对应的电平关系如下表（其（qí）中（zhōng）按键左（zuǒ）的（de）逻辑（jí）与其（qí）他（tā）按键的逻辑是相反的）：

按（àn）键抖动原（yuán）理

在按键（jiàn）的操作中，可能会出（chū）现（xiàn）按键抖动，这是（shì）由按键的机械（xiè）特（tè）性决定（dìng）的，抖动的时间一般为5ms～10ms。这是一（yī）个很重（chóng）要的时间参数，按键抖（dǒu）动会引起一次按键（jiàn）按动被误读多次，我（wǒ）们一般在程序里面加延（yán）时模块去除按键抖动的影响。

三、试（shì）验（yàn）与科学——Technology and Math

1、驱动板（bǎn）载（zǎi）按（àn）键

科创（chuàng）板板载（zǎi）无声按键（jiàn）共有六（liù）个，每个按键对应的管脚（jiǎo）如下：

认识（shí）“获（huò）取数字输（shū）入的值”代码块（kuài）

“获取（qǔ）数字（zì）输入的值（zhí）”代码块位（wèi）于“输入/输出”模（mó）块分类（lèi）中，其作用是获取指定管（guǎn）脚的数字输（shū）入值。

认（rèn）识“等（děng）式\不等式”代（dài）码块

“等式\不等式”代码块位于“逻辑”模块分类中（zhōng），包含多种（zhǒng）关系（xì）符号（hào），如下图所示。

当两个结（jié）果，能够满足相应（yīng）判定条件的时候，就返回“真（zhēn）”，反之，则（zé）返回“假”。

刚（gāng）才我们已经学（xué）过，高电平为“1”，低电平（píng）为“0”。因此我们可（kě）以用（yòng）表示按键上（shàng）按下，另外在逻辑判断（duàn）中“1”又为（wéi）可判断为“真”，“0”判断为“假”，因此按键上按下还可以表（biǎo）示为（wéi），或者直接（jiē）用（yòng）也（yě）可以。

认识“如果…执行…”代码块

“如果…执行…”代码块位于“控（kòng）制”模块中，它（tā）会（huì）判断相关条（tiáo）件，如果值为“真”，会执（zhí）行下属框中的相应（yīng）程序。

因为按（àn）键上（shàng）与绿色LED灯对应管（guǎn）脚号同为12，所（suǒ）以我们先用按（àn）键右来测（cè）试（shì）按键驱动（按键是输（shū）入部分，所以初始化（huà）的时候（hòu）要改（gǎi）为“数字输（shū）入（rù）”）。

将上面的程（chéng）序下载到科创板后，按下按键右，板（bǎn）载红色LED灯（dēng）点亮1秒后（hòu）熄（xī）灭。

2、板机（jī）互动

认（rèn）识“打印（自动换行（háng））”代（dài）码块

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

认（rèn）识“非”代码块（kuài）

“非”代（dài）码块（kuài）位于（yú）“逻辑”模块（kuài）中，它的（de）作用（yòng）是判断其后（hòu）的输入结果，如果输入结果为（wéi）假（jiǎ），则返回值为真；如果（guǒ）输入结果为真，则返回（huí）值为假。

接下来（lái），我（wǒ）们以（yǐ）按键上、下、左、右四个按键为例，编写利用这四个按键实（shí）现板机互（hù）动的程序：

因（yīn）为按键左的逻辑与正常逻辑是反的，所以运用“非”代码块对（duì）其（qí）进行取反，这（zhè）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（xià）相应（yīng）的按键，就会在信息窗口（kǒu）看到（dào）相对应的信（xìn）息了。

3、按键控（kòng）制（zhì）LED灯亮度

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

在这里（lǐ）我们会用到“如（rú）果…执行…”代（dài）码（mǎ）块（kuài）的拓展功（gōng）能，单击（jī）上方的（de）蓝（lán）色齿轮，会弹出。将“否则如果”块（kuài）拖入（rù）弹出窗（chuāng）口的“如果（guǒ）”中，可得到“如果-否（fǒu）则（zé）如果”程序块；再次单击（jī）蓝色齿轮，可关闭（bì）窗口，出现。

“如果-否则如果”代码块有四个（gè）接口，“如（rú）果”接口插入判断条（tiáo）件为“真”，运（yùn）行“执行（háng）”接口中的程序；“如果”接口插入判断（duàn）条件为“假”，判断“否则如果”接口中的（de）条件，“否则如果”接口判断条件为“真”，运行“执行”否则如果接口（kǒu）中的程序。

按键（jiàn）右控（kòng）制（zhì）绿色LED灯亮度的程（chéng）序：

将程序下载到科创板，打开开关会（huì）发现只有电（diàn）源灯亮，如图一；现在（zài）我们点（diǎn）击右键会（huì）发（fā）现四（sì）角（jiǎo）四个灯会有微弱亮，如图二；再点击右（yòu）键（jiàn），会发现灯更亮了（le）一些，如图三；最后再点击一下右键，会发现等变得更亮了，如（rú）图四（sì）；当第五次点击右键的时候，绿（lǜ）色（sè）LED灯就会熄（xī）灭；之后点击右键会重复上面的过程。

      图一            图（tú）二            图三             图四

四、延（yán）伸与扩展——Arts

想一想，能不能用按（àn）键控制（zhì）蜂鸣（míng）器（qì）弹奏（zòu）一首好听的音乐呢，怎样去（qù）实现（xiàn）？

请以小组的形（xíng）式进行合作，尝试使用（yòng）按键控制蜂鸣器，弹奏一首好听的音乐。

设计要（yào）求：

（能够用按键控（kòng）制蜂鸣器弹（dàn）奏（zòu）一首音乐（lè）；

（保证控制方式安全可靠。