第（dì）三章第1课（kè） 科创板-按键驱动

1、了解按键的（de）工作原理；

2、掌握驱（qū）动板载按（àn）键的方法；

3、通过编程实现按键驱动板载多彩LED灯工作（zuò）。

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按键——Science

按（àn）键是一种电子（zǐ）开（kāi）关，按下时开（kāi）关会闭合接通，当撤销压力时开（kāi）关立刻（kè）断开，它是靠感受（shòu）金属弹片受力变化来实（shí）现通断的。在电子电路中，常作（zuò）为一种（zhǒng）触发事件来使用，常见的触发方式有：按键的（de）状态（按键按下（xià）、按（àn）键松开），按键（jiàn）的变化（按键由按下（xià）变为松开、按键由（yóu）松开变为（wéi）按下），更加（jiā）复杂的触（chù）发方式例如按键长按3秒、5秒（miǎo），按（àn）键连续按几次如鼠标的双击等（děng）。

无声按（àn）键展示图（tú）

二、按键工作原理——Engineering and Technology

科创板板载（zǎi）无声按键（jiàn）

STEAM百科

按键控制原理

按键（jiàn）的状（zhuàng）态监测：根（gēn）据按键对应管脚的电平来检测按（àn）键的状态，在数字电路中，二进（jìn）制只（zhī）有（yǒu）0和（hé）1，常见的正逻辑即高电（diàn）平为“1”，低（dī）电平为“0”。科创板按键对应的（de）电平关系如下表（其（qí）中（zhōng）按键左的逻辑与其他按键（jiàn）的（de）逻辑是（shì）相反的）：

按键抖动原理

在按键的（de）操作中（zhōng），可能会出现按键抖动，这是由按键的（de）机（jī）械特性决定的，抖（dǒu）动（dòng）的（de）时间一般为5ms～10ms。这是一个很（hěn）重要的时（shí）间参数，按键抖（dǒu）动会引起（qǐ）一次（cì）按键（jiàn）按动被误读多（duō）次，我们一般在程序（xù）里（lǐ）面加延时模块去除按键抖动的影响。

三、试验与科学——Technology and Math

1、驱动板载按键（jiàn）

科创板板载无声（shēng）按（àn）键共有六个（gè），每个按键（jiàn）对（duì）应的管脚如（rú）下：

认识（shí）“获取（qǔ）数字（zì）输入的值”代码块

“获取（qǔ）数字（zì）输入（rù）的值”代码块位于“输入（rù）/输出”模块分类中，其作（zuò）用（yòng）是获取指定管脚（jiǎo）的数（shù）字输入值。

认（rèn）识“等式\不等式（shì）”代（dài）码块

“等式\不等式”代码块位于“逻辑”模块分类中，包（bāo）含多种关（guān）系符号，如（rú）下图（tú）所示。

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

刚才（cái）我们已经（jīng）学（xué）过（guò），高电平为“1”，低电（diàn）平为“0”。因此（cǐ）我们可以用表示按键上按下，另外在（zài）逻辑判（pàn）断中“1”又为可判（pàn）断为“真”，“0”判（pàn）断（duàn）为“假（jiǎ）”，因此（cǐ）按键上（shàng）按下还（hái）可以表示（shì）为，或者直接（jiē）用也可以。

认识“如果（guǒ）…执行…”代码块

“如果…执行…”代码块位于“控制”模块中，它会（huì）判（pàn）断相关条件，如果值为“真”，会执行下（xià）属框中的相应程序。

因为按键上与绿色LED灯对应（yīng）管脚号同为12，所以我们先用按键右来测（cè）试按键驱动（按键是输入（rù）部分，所以初始（shǐ）化的（de）时候要改为（wéi）“数字输入”）。

将上面的（de）程序下载到（dào）科创板后，按下按键右，板载红（hóng）色LED灯点亮（liàng）1秒后熄灭。

2、板机互（hù）动

认识（shí）“打（dǎ）印（yìn）（自动（dòng）换行）”代码块

“打印（自动换行）”代码块位于“串口”模块中（zhōng），它的作用是打印（yìn）指定的（de）文字（zì）、数字或其他值，并在（zài）结尾（wěi）自动换行。

认识“非（fēi）”代码块

“非”代码块位（wèi）于“逻辑”模（mó）块中，它（tā）的（de）作用是判（pàn）断（duàn）其后的输入结（jié）果，如果输（shū）入结果为（wéi）假，则返回值为真；如果输入结果为真（zhēn），则返回值为假。

接下来，我们以按键上、下、左、右四个按键为（wéi）例（lì），编写利用这四（sì）个按键实（shí）现板机互动的（de）程序：

因为按键左的逻辑与正常逻辑是反的，所以运用“非”代码块对其进（jìn）行取反，这样测得的值就是正（zhèng）常（cháng）的（de）逻辑值了。将（jiāng）上（shàng）面的（de）程序下载到科创板，并按（àn）下相（xiàng）应的按键，就会在信息窗口（kǒu）看到相（xiàng）对应的（de）信（xìn）息了。

3、按键控制LED灯亮度

接下来我们用（yòng）按键和pwm来实现按键控制（zhì）灯的亮度，每一次（cì）按右（yòu）键，红（hóng）色灯亮度逐次（cì）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（háng）…”代码块的拓（tuò）展（zhǎn）功能，单击上方（fāng）的蓝色（sè）齿轮，会弹出。将“否则如（rú）果”块拖入弹出（chū）窗（chuāng）口（kǒu）的（de）“如果”中（zhōng），可得到“如（rú）果-否（fǒu）则如果”程序块（kuài）；再次单击蓝色齿轮，可关闭窗口，出现。

“如果（guǒ）-否（fǒu）则（zé）如（rú）果”代码块有四个接口（kǒu），“如果”接（jiē）口插入判断条（tiáo）件为“真”，运行“执行”接口中的程序；“如（rú）果”接口插入判（pàn）断条件为“假”，判断“否（fǒu）则如果”接口中的条（tiáo）件（jiàn），“否则如果”接口判断条件为（wéi）“真”，运行“执行”否则如果接口（kǒu）中（zhōng）的程序。

按键（jiàn）右控制绿（lǜ）色LED灯亮度的程序：

将程序（xù）下载到科创（chuàng）板，打开开关会发（fā）现（xiàn）只有电源灯（dēng）亮，如图一（yī）；现在我们点击右键会（huì）发现四角四个灯会有微弱亮，如图二；再（zài）点击右键，会（huì）发现灯更亮了一些，如图三；最后再点击一下（xià）右（yòu）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（dēng）就会熄灭（miè）；之后（hòu）点击右键会（huì）重复上（shàng）面的过程。

      图一            图二            图三             图四

四（sì）、延伸（shēn）与扩展（zhǎn）——Arts

想一想（xiǎng），能不能用（yòng）按键控制蜂鸣器弹奏一首好听的（de）音（yīn）乐呢，怎（zěn）样去实现？

请以小组的形式进行合作，尝试使用按键控（kòng）制蜂鸣器，弹奏一（yī）首好听的音乐。

设计要求（qiú）：

（能够用按键控（kòng）制蜂鸣（míng）器弹奏一（yī）首音乐；

（保证（zhèng）控（kòng）制方式安全可靠。