第三章第1课 科创板-按键驱动

1、了（le）解按键（jiàn）的工作原（yuán）理；

2、掌（zhǎng）握驱动板载按键的方法；

3、通（tōng）过编程实现（xiàn）按键驱（qū）动板载多彩LED灯工作。

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按键——Science

按键是（shì）一（yī）种电子（zǐ）开（kāi）关（guān），按下时（shí）开关会闭合（hé）接通（tōng），当撤销压力时开关立刻断（duàn）开，它是靠感受金属弹片受力变化来实现（xiàn）通（tōng）断的（de）。在电子（zǐ）电路中，常作为一种（zhǒng）触发事件来使用，常见的触发方式（shì）有（yǒu）：按键的状态（按（àn）键（jiàn）按下、按键松开（kāi）），按键（jiàn）的变（biàn）化（按键（jiàn）由（yóu）按下变为松开、按键（jiàn）由松开变为按下），更加（jiā）复杂的触发方式例（lì）如（rú）按键长按3秒、5秒，按键连续按（àn）几次如鼠标的双（shuāng）击（jī）等（děng）。

无声按键展示图

二（èr）、按键工作原理——Engineering and Technology

科创板（bǎn）板载无声按键（jiàn）

STEAM百科

按（àn）键控（kòng）制原理

按键的状态监测：根据按键对应管脚的电平（píng）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（wéi）“1”，低电平为“0”。科创板（bǎn）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（jiàn）抖（dǒu）动（dòng）原理

在（zài）按键的操作（zuò）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（de）时（shí）间一般为5ms～10ms。这是一（yī）个很（hěn）重（chóng）要的时间参（cān）数，按键抖动会引起一（yī）次（cì）按键按（àn）动被误读多（duō）次，我们（men）一般在（zài）程序里面加延时模块去除（chú）按键抖动的影响。

三、试验与科学——Technology and Math

1、驱动板载（zǎi）按键

科创（chuàng）板板载无声按键共有六个，每（měi）个按（àn）键对（duì）应的（de）管脚如下：

认识“获（huò）取数（shù）字输入的值（zhí）”代（dài）码块

“获取（qǔ）数字输入的值”代（dài）码块位于“输（shū）入/输出”模块分（fèn）类（lèi）中，其作用是获取指定管脚的数字（zì）输（shū）入值。

认识“等式\不等式”代码（mǎ）块（kuài）

“等（děng）式\不等式”代码块（kuài）位于“逻辑”模块分类中，包含（hán）多（duō）种关系符（fú）号，如下图所示（shì）。

当（dāng）两个结果，能够满（mǎn）足相应判定条件的时候，就返回“真”，反之（zhī），则返回“假”。

刚才（cái）我（wǒ）们已经学过，高电平为“1”，低电平为“0”。因此我们可以用（yòng）表示按键上按下，另（lìng）外（wài）在逻辑判（pàn）断中“1”又为可判断为“真”，“0”判断为“假”，因此（cǐ）按（àn）键上（shàng）按下还可以表示为，或者直接用（yòng）也可以。

认识“如（rú）果…执行…”代码块（kuài）

“如果…执行…”代（dài）码块（kuài）位于“控制”模块（kuài）中，它（tā）会判断相关（guān）条件，如果值为“真”，会执行（háng）下属框中的相（xiàng）应程（chéng）序。

因为按键上与绿色LED灯对（duì）应管（guǎn）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（shū）入部分，所（suǒ）以初始化的时（shí）候（hòu）要改为（wéi）“数（shù）字输入（rù）”）。

将上面的程（chéng）序下载到（dào）科（kē）创板后，按下按键右，板载（zǎi）红色（sè）LED灯点亮1秒后熄灭。

2、板机（jī）互动（dòng）

认识“打印（自动（dòng）换行）”代码块

“打（dǎ）印（自动（dòng）换行）”代（dài）码块位于（yú）“串（chuàn）口”模（mó）块中，它的作用是打印（yìn）指定的文字（zì）、数字或其他值，并在（zài）结尾（wěi）自动换（huàn）行。

认识“非”代码（mǎ）块

“非（fēi）”代码块位于“逻（luó）辑”模块中（zhōng），它的作用（yòng）是（shì）判断其后的输（shū）入（rù）结果，如果输入结果（guǒ）为假，则返回值为（wéi）真；如果输入结（jié）果为真（zhēn），则返回值为假。

接下来，我们（men）以按键上、下、左、右四个按键为例，编写利（lì）用这（zhè）四个（gè）按键（jiàn）实（shí）现板机互动的程序：

因为（wéi）按键左（zuǒ）的逻辑与正常（cháng）逻辑（jí）是（shì）反的，所以运（yùn）用“非”代码（mǎ）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（miàn）的程序（xù）下载到科创板，并按下相应的按（àn）键，就会在信息窗口看（kàn）到相对应的信（xìn）息了。

3、按键控制LED灯亮度（dù）

接下来我（wǒ）们用按键和pwm来实现按键控制灯的亮度，每（měi）一次按右键，红色灯（dēng）亮度逐次增（zēng）加，共（gòng）有0到4四个亮度级别。

在这里我们会用到“如果…执行（háng）…”代码块的拓展功能，单击上方的蓝色齿轮，会（huì）弹出（chū）。将“否则如果（guǒ）”块拖入弹出窗口（kǒu）的（de）“如果”中，可得到“如果-否则如果（guǒ）”程序块；再次单击（jī）蓝色齿轮，可关闭窗口，出现（xiàn）。

“如（rú）果-否则如果”代码块（kuài）有（yǒu）四个接口，“如果”接口插入（rù）判断条件为“真”，运行“执（zhí）行（háng）”接（jiē）口中的程序；“如果”接口插入（rù）判（pàn）断条件（jiàn）为“假（jiǎ）”，判断“否则如果”接口中的条件（jiàn），“否则如果”接口判（pàn）断条（tiáo）件（jiàn）为“真”，运行（háng）“执行”否则（zé）如果接口中的程序。

按键右控制绿色LED灯（dēng）亮（liàng）度的（de）程序：

将程（chéng）序下载到科创板，打开开关会发现（xiàn）只有电源灯亮，如图一；现在我们点击右键（jiàn）会发现四角四个（gè）灯会有微弱亮，如图二；再点击右（yòu）键，会发现灯更亮了一（yī）些，如图三；最后再点击一下右键，会发现等变得（dé）更亮了，如（rú）图（tú）四；当第五（wǔ）次（cì）点击右键的时候，绿色LED灯（dēng）就会熄（xī）灭（miè）；之后点击右键会（huì）重复（fù）上面（miàn）的过程。

      图一            图二（èr）            图三             图四

四（sì）、延伸与（yǔ）扩展——Arts

想一想，能不能用按键（jiàn）控制蜂鸣器弹奏一首好听的音（yīn）乐呢，怎（zěn）样去实现（xiàn）？

请以（yǐ）小（xiǎo）组的形式（shì）进行合（hé）作，尝试使（shǐ）用按键（jiàn）控制（zhì）蜂鸣（míng）器，弹奏一首好听的音（yīn）乐。

设（shè）计要求：

（能够用按（àn）键控（kòng）制（zhì）蜂鸣器弹（dàn）奏一首音乐；

（保证控制（zhì）方式安（ān）全（quán）可（kě）靠。