第（dì）三章第1课 科创（chuàng）板-按键（jiàn）驱动

1、了解按键的工（gōng）作原理；

2、掌（zhǎng）握（wò）驱动板（bǎn）载按键（jiàn）的方（fāng）法；

3、通过编（biān）程实现按键驱动板载多（duō）彩LED灯工作。

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按键——Science

按（àn）键是一种电子开关（guān），按下时开关会闭（bì）合接通，当撤销压力时（shí）开（kāi）关立刻断开，它是靠感受金属弹片受力变化来实现（xiàn）通断的。在电（diàn）子（zǐ）电路中，常作为一种触发事件来使用，常见的（de）触（chù）发方式有：按键的状态（按键按下、按键松（sōng）开），按键的变（biàn）化（按键由按下变为（wéi）松开、按键由松开变为按（àn）下），更加复杂的触发方式例如按（àn）键长按3秒、5秒（miǎo），按键连续按几次如鼠标（biāo）的（de）双击等。

无声按键展示（shì）图（tú）

二、按键工作原理——Engineering and Technology

科创板板（bǎn）载（zǎi）无声（shēng）按键

STEAM百科

按键控制（zhì）原（yuán）理（lǐ）

按键的（de）状态监测：根据按（àn）键对应（yīng）管脚的电（diàn）平来（lái）检（jiǎn）测按键的状态，在数字（zì）电（diàn）路中，二进制只有0和1，常见的正逻辑即（jí）高电平（píng）为“1”，低电（diàn）平（píng）为“0”。科创板按键对应（yīng）的电（diàn）平关系（xì）如下表（其中按键左的逻辑与其他按键（jiàn）的逻辑是相反的）：

按键抖动（dòng）原理

在按键的操作中，可能会出现按键抖（dǒu）动，这是由按键的机械（xiè）特性决（jué）定的，抖动（dòng）的时间一（yī）般为5ms～10ms。这是（shì）一（yī）个很重要的时间参数，按（àn）键抖动会引起一（yī）次按（àn）键按动被误读多次（cì），我们一般在程（chéng）序（xù）里面（miàn）加延（yán）时模块去除按（àn）键（jiàn）抖动的影响。

三、试验与（yǔ）科（kē）学——Technology and Math

1、驱动板（bǎn）载按键（jiàn）

科创板板载无声按键共有六个，每（měi）个按（àn）键对应的管脚（jiǎo）如（rú）下：

认识“获取数字输入（rù）的值（zhí）”代码块

“获取数字输入的值”代码（mǎ）块位于（yú）“输入（rù）/输出”模（mó）块（kuài）分类中，其作用是获取指定管脚的（de）数字输入值。

认识“等式\不（bú）等式（shì）”代码（mǎ）块

“等式（shì）\不（bú）等式”代码块位（wèi）于“逻（luó）辑”模块分（fèn）类（lèi）中（zhōng），包（bāo）含多种关系符号，如下图所示。

当两（liǎng）个（gè）结果，能够满（mǎn）足相（xiàng）应判定（dìng）条（tiáo）件的时候，就（jiù）返（fǎn）回“真（zhēn）”，反之，则返回（huí）“假”。

刚才我们已（yǐ）经学过，高电平为“1”，低电平为“0”。因此我们可以用表（biǎo）示按（àn）键上（shàng）按（àn）下，另外在逻辑判断中“1”又为可判断为（wéi）“真”，“0”判断为“假”，因此按（àn）键上按下还可以表示为，或者（zhě）直接用也（yě）可以。

认识“如（rú）果…执行…”代码块

“如果…执行…”代码（mǎ）块位于“控制”模块中，它会判断相关条件（jiàn），如果（guǒ）值为（wéi）“真”，会（huì）执行下属框中的相应程序。

因为（wéi）按键上与绿（lǜ）色LED灯对（duì）应管脚号同为12，所以我们先用（yòng）按键右来（lái）测（cè）试按键驱动（dòng）（按键是输入部分，所以初始化的（de）时（shí）候要改为“数（shù）字（zì）输入”）。

将上面（miàn）的程序下载到（dào）科（kē）创板后，按下按键右，板载红色LED灯（dēng）点亮（liàng）1秒后熄灭。

2、板机互动

认识“打（dǎ）印（自动换行）”代码块

“打印（自动换行）”代码块位于“串（chuàn）口”模块中（zhōng），它的作用（yòng）是打印指定的文（wén）字、数字（zì）或其他值，并在（zài）结尾自动换行。

认（rèn）识“非”代（dài）码块

“非”代码块位（wèi）于“逻（luó）辑（jí）”模块中，它的（de）作用是（shì）判断（duàn）其后的输入结果，如果输入结果为假（jiǎ），则返回值为真；如（rú）果输入结果为真，则返回值为假。

接下来，我们以按键上、下、左、右四个按键为例，编写利用这四个按键实现板机互（hù）动的程序（xù）：

因（yīn）为按键左的逻辑与正常逻辑是（shì）反（fǎn）的，所以运用“非”代码块对其进行取反，这样测得（dé）的值（zhí）就是正常的逻辑值了。将上（shàng）面的程序下载（zǎi）到科创板，并按下相应的按键，就会在信息窗口（kǒu）看（kàn）到相（xiàng）对应的信（xìn）息了。

3、按键控制LED灯亮度

接下来我（wǒ）们用按键（jiàn）和pwm来实现（xiàn）按键控制灯的（de）亮度，每一次按右（yòu）键，红色灯亮度逐次增加（jiā），共有0到4四个亮度级别。

在这（zhè）里我们（men）会用到“如果…执行…”代码块的拓展功（gōng）能，单（dān）击上方的蓝色齿轮，会弹（dàn）出。将（jiāng）“否则如（rú）果（guǒ）”块拖入弹出窗口（kǒu）的“如果”中，可（kě）得（dé）到“如果（guǒ）-否则（zé）如果”程序块；再（zài）次单击（jī）蓝色齿轮，可（kě）关闭窗口，出现。

“如果（guǒ）-否则如（rú）果”代（dài）码块有四个接口，“如果”接口（kǒu）插入（rù）判断（duàn）条件为“真”，运（yùn）行“执行”接口中的（de）程序；“如（rú）果（guǒ）”接口插（chā）入判断（duàn）条件为“假”，判断“否则如果”接口中的条件，“否则（zé）如果”接口判断条件为（wéi）“真”，运行“执（zhí）行”否则如（rú）果接口（kǒu）中的（de）程序。

按键右（yòu）控制绿色LED灯亮度的程序：

将程序下载（zǎi）到科创板（bǎn），打开开关会发（fā）现只（zhī）有电源灯亮，如图一；现在我（wǒ）们点击右键会发现（xiàn）四角四个灯会有（yǒu）微弱亮，如图二；再点击右键，会（huì）发现灯更（gèng）亮了一些，如（rú）图三；最后再点（diǎn）击一下右键，会（huì）发现等变得更亮了，如（rú）图四；当第（dì）五次点击右键的（de）时（shí）候，绿色（sè）LED灯就会（huì）熄灭；之后点击右键（jiàn）会重复上面的过程。

      图（tú）一            图二            图三（sān）             图四

四（sì）、延伸（shēn）与扩展——Arts

想一想，能不能用（yòng）按键控制蜂鸣器弹奏一首好（hǎo）听（tīng）的音乐呢，怎样去实现？

请以小组的形式进行合作，尝试（shì）使用按键控（kòng）制蜂鸣（míng）器（qì），弹奏一（yī）首好（hǎo）听的音（yīn）乐（lè）。

设计要求：

（能够用按键控制蜂鸣器弹奏一首音乐（lè）；

（保证控制方式安全可靠。