第三章第1课 科创板-按（àn）键驱动

1、了解按键的工作（zuò）原理；

2、掌握（wò）驱（qū）动（dòng）板（bǎn）载按（àn）键的方法；

3、通过编（biān）程（chéng）实现按（àn）键驱动板载多（duō）彩LED灯工作。

1
按键——Science

按键（jiàn）是（shì）一种电子开关，按（àn）下（xià）时开关会闭合（hé）接（jiē）通，当撤销压力时开关（guān）立刻断开，它（tā）是靠感受金属弹片受力变化来实现（xiàn）通断（duàn）的。在（zài）电子电路中（zhōng），常作为一种（zhǒng）触发事（shì）件来（lái）使用，常见的触发方式有：按键的状（zhuàng）态（按（àn）键按下（xià）、按（àn）键松开），按键的变化（huà）（按键（jiàn）由按（àn）下变（biàn）为松开、按键（jiàn）由松开变为按下），更（gèng）加（jiā）复杂的触（chù）发（fā）方式例如按键长按3秒、5秒（miǎo），按键连续按几次（cì）如鼠标的双击等。

无声按（àn）键（jiàn）展示图

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

科创板板载无（wú）声按键

STEAM百（bǎi）科

按键控（kòng）制原理

按键的状态监（jiān）测：根（gēn）据按键对应管（guǎn）脚的（de）电（diàn）平来检测按键（jiàn）的（de）状态，在数字电路中，二进制只有0和1，常（cháng）见的正逻辑即高电平为“1”，低电平为“0”。科创板按（àn）键对应的电平关系（xì）如下表（其中按键左的逻辑与其他按（àn）键的逻辑是相反的）：

按键抖动原理

在（zài）按键的（de）操作中，可能会出现按键（jiàn）抖（dǒu）动，这是由按键的机（jī）械（xiè）特性（xìng）决定的，抖动的时间一般为（wéi）5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数（shù），按键（jiàn）抖动会（huì）引起一次按键（jiàn）按动被误读多次，我（wǒ）们一般（bān）在程（chéng）序里面加延时（shí）模块去除按（àn）键抖（dǒu）动（dòng）的（de）影响（xiǎng）。

三、试验与科（kē）学——Technology and Math

1、驱动板（bǎn）载按键

科创板板载无声按键（jiàn）共有（yǒu）六（liù）个，每个按键（jiàn）对应的管脚如（rú）下（xià）：

认识“获取数字输入的值”代码块

“获取数字输入（rù）的值”代码块位于“输入/输出”模块（kuài）分（fèn）类中，其作用（yòng）是（shì）获取指定管脚的数（shù）字输（shū）入值。

认识（shí）“等式\不等式”代（dài）码（mǎ）块

“等式\不等式”代码块（kuài）位于“逻（luó）辑”模块分类中，包含（hán）多种关系（xì）符号，如（rú）下图所示。

当两个结果，能够满足相应判（pàn）定条件的时候，就返回“真”，反（fǎn）之，则（zé）返回“假”。

刚才我们已经学过，高电平为（wéi）“1”，低电平为“0”。因（yīn）此我们可以用表示按键（jiàn）上按下，另外在逻辑判断中“1”又（yòu）为（wéi）可（kě）判断（duàn）为“真”，“0”判断（duàn）为“假”，因此（cǐ）按键上按下还可（kě）以（yǐ）表示为（wéi），或者（zhě）直接用也可以。

认识“如果…执行（háng）…”代码块（kuài）

“如果…执行…”代码块位于“控制”模块中，它（tā）会判断相关条件，如果值为“真”，会执行（háng）下（xià）属框中的相应程序。

因为按（àn）键上与绿色LED灯对（duì）应管脚号（hào）同为（wéi）12，所以我们先用按键（jiàn）右来测试按（àn）键驱动（dòng）（按（àn）键是输入部（bù）分，所（suǒ）以初始（shǐ）化的时（shí）候要改（gǎi）为“数字输（shū）入”）。

将上面的程序下载到科创板后，按下按键右，板载红色LED灯点亮1秒（miǎo）后（hòu）熄灭。

2、板机互动（dòng）

认识“打印（自动（dòng）换行）”代码块

“打印（yìn）（自动换（huàn）行）”代码（mǎ）块位于“串口”模块中，它的作用是打印指定的文字、数字或其他值，并在结尾（wěi）自动换行。

认（rèn）识“非”代码（mǎ）块（kuài）

“非”代码块位于“逻辑”模块中，它的作用（yòng）是判断其后的输（shū）入结（jié）果，如果输（shū）入（rù）结（jié）果（guǒ）为假，则返回值为真；如果输入（rù）结（jié）果为真，则返回值为（wéi）假。

接下（xià）来，我（wǒ）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动的程序：

因为按键左的（de）逻（luó）辑与正（zhèng）常逻（luó）辑（jí）是（shì）反的，所以运用“非”代码（mǎ）块对其进（jìn）行取反，这样（yàng）测得的值就（jiù）是正常的逻辑值了。将上面的程序（xù）下载到科创板（bǎn），并按下（xià）相应（yīng）的按键，就会（huì）在信息窗口看到相对应的信（xìn）息了。

3、按键（jiàn）控制（zhì）LED灯亮度

接下来我们（men）用按键（jiàn）和pwm来（lái）实现按键控制（zhì）灯的亮度，每一次按右（yòu）键，红色灯亮度逐次增加，共有0到4四个（gè）亮度级别。

在这里（lǐ）我们会用（yòng）到“如果…执行…”代码块的拓（tuò）展功能（néng），单（dān）击上方的蓝（lán）色齿（chǐ）轮（lún），会弹（dàn）出。将“否（fǒu）则如果”块拖入（rù）弹出窗口的“如果”中（zhōng），可（kě）得到“如果-否则（zé）如果”程（chéng）序块；再次（cì）单击蓝色齿轮，可（kě）关（guān）闭窗（chuāng）口，出现。

“如果-否则如果（guǒ）”代（dài）码块有四个（gè）接口，“如果”接口插入判断条（tiáo）件为“真”，运行“执（zhí）行”接（jiē）口中的程序；“如果”接口插入判（pàn）断条（tiáo）件为（wéi）“假”，判（pàn）断“否（fǒu）则如果”接口中的（de）条件，“否（fǒu）则（zé）如果”接口（kǒu）判断条件为“真（zhēn）”，运（yùn）行“执行”否则（zé）如果接口中的程序（xù）。

按（àn）键右控制绿（lǜ）色LED灯亮度的程序：

将（jiāng）程序（xù）下载到科创板，打（dǎ）开开关（guān）会发（fā）现只有电源灯亮，如图一；现在我们点（diǎn）击右键会发现四角四个（gè）灯会（huì）有微弱（ruò）亮，如图二；再点击右键，会发现灯更亮了一些，如图三；最后（hòu）再点击一下（xià）右（yòu）键，会发现等（děng）变得更亮（liàng）了，如图（tú）四；当第五（wǔ）次点击右键（jiàn）的（de）时候，绿色LED灯就会熄灭；之后（hòu）点（diǎn）击右（yòu）键会重复上面（miàn）的过程。

      图一            图二            图（tú）三（sān）             图四

四、延伸（shēn）与扩展——Arts

想（xiǎng）一想，能（néng）不能用（yòng）按键控（kòng）制蜂鸣器（qì）弹奏一首好听（tīng）的（de）音乐（lè）呢，怎样去实现？

请以（yǐ）小组的（de）形式进行合作，尝试使（shǐ）用按（àn）键控制蜂鸣器，弹奏一首好听的音乐。

设计要求：

（能够（gòu）用按键（jiàn）控（kòng）制（zhì）蜂（fēng）鸣器弹奏一（yī）首音乐；

（保证控制方（fāng）式安全可（kě）靠。