第三课按钮开关控制LED灯
本帖最后由 hnyzcj 于 2014-4-26 09:17 编辑按键开关LED灯作者：陈杰教学目标知识与技能：1. 认识四脚按键的结构及使用方法，掌握使用按键来控制灯的开关。2. 认识控制板上模拟口，理解一些常见的模拟量。3. 按键控制LED灯开关实验物理电路的正确连接。过程与方法：1．教师讲解，认识四角按键的结构及正确连线。2．动手实验，正确连接物理电路，烧录程序。3．测试程序，查看实验结果。情感态度价值观： 通过本次实验，学习电路连接，尝试改造创新的精神。 教学重点：认识四脚按键的结构，正确连接电路。认识模拟量，正确使用模拟口。掌握Arduino IDE相关语法结构及指令。教学难点：电路连接、程序指令掌握
实验器材：DFRobot Arduino入门套件、Arduino ide 1.04
【教学过程】1.情景引入教师展示Arduino制作的四脚按键开关LED实验现象图或视频。
师：前面两次关于LED实验，总感觉用程序控制LED不是很爽，不能实打实的人机互动，所以，今天要制作人机互动的例子带给大家：用按键控制LED开关。这里按键作为开关，按住按键盘LED亮，松开按键LED灯灭。本课所需器材为：控制板、面包板、220欧姆电阻、杜邦线。四脚按钮。生：学生准备相关器材。设计意图：案例引入，原理介绍，准备新实验器材。 2.新知讲授准备好上面的东西，我们就能开始我们的实验了，本实验引入了四脚按钮，为了能让本次实验顺利进行，我们先来对本次实验中所涉及的四脚按钮做个简单介绍。（1.）认识器材四脚按键：按键是一种常用的控制电器元件，常用来接通中断开‘控制电路（其中电流很小），从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的一种开关。电子产品大都有用到按键这个最基本人机接口工具。
从实验盒里拿出一个按键，观察按键的背面，这时你可以看到按键背面如图：
这表示在没有按键按下时左侧两个引脚是导通的，右侧两个引脚也是导通的，而上侧和下侧两对引脚是没有导通。本实验用到的是四脚按键，在按键没有按下时，1和4引脚连通、2和3引脚连通；当按键按下时，1和4引脚连通、2和3引脚连通、1和2引脚连通、4和3引脚连通。
（2.）连接电路物理电路连接如下图所示：LED灯的正负引脚分别插入在面包板不同的列，220欧姆电阻一端连在LED正极引脚所在的列，另一端连在数字口13上。杜邦线一端连在LED负极引脚所在的列，另一端插入在GND口。一般用按键是为了在按键按下时控制其他器件，所以在连接时，将第1引脚连接在5V插孔（红色线），将第2引脚接在模拟口0来读取电压值（绿色线）。这样当按键没有按下时，模拟口的电压值为0V左右（用数字二进制表示为0）；当按键按下时，模拟口的电压值为5V左右（用数字二进制表示为1023）。 知识提醒：模拟量：量是指变量在一定范围连续变化的量；也就是在一定范围（定义域）内可以取任意值（在值域内）。量测电压值、温度和变压器抽头位置等通常称为模拟量。设计意图：介绍Arduino物理电路连接，为后面正确实验效果奠定基础。
（3.）烧录程序int key=13;//设置控制按键的数字IO脚 void setup() { pinMode(key,OUTPUT);//设置数字IO引脚为输出模式 } void loop() { int i;//定义发量 while(1) { i=analogRead(0);//读取模拟0口电压值if(i>1000)//如果电压值大于1000 （5v）digitalWrite(key,HIGH);//设置第13引脚为高电平，点亮led灯 else digitalWrite(key,LOW);//设置第13引脚为低电平，熄灭led灯 } }将上述代码复制到IDE窗口中，先编译，如果无误后，再上传烧录至控制板中。如上图所示，完成后可以测试实验结果。（4.）代码学习while()描述：while循环会无限的循环，直到括号内的判断语句变为假。必须要有能改变判断语句的东西，要不然while循环将永远不会结束。语法：while(表达){ //语句}参数：表达：为真或为假的一个计算结果。 analogRead()描述：从指定的模拟引脚读取数据值。 Arduino板包含一个6通道（Mini和Nano有8个通道，Mega有16个通道），10位模拟数字转换器。这意味着它将0至5伏特之间的输入电压映射到0至1023之间的整数值。这将产生读数之间的关系：5伏特/ 1024单位，或0.0049伏特（4.9 mV）每单位。 语法：analogRead（PIN） 参数：pin: 引脚编号三.课堂练习师：今天玩了四脚按钮控制LED灯实验，那么在实验过程中你是否发现如下现象。1.修改语句if(i>1000)中的参数为512实验现象是否正常，原因为何？2.手接近按键或触摸搭接模拟口0的杜邦线，看看有何现象？查阅资料这是由什么原因导致的？如何改进？设计意图：教师通过问题引导学生探究按键开关LED灯实验，发现问题、解决问题。四．学习总结认识四脚按键的结构及使用方法，掌握使用按键来控制灯的开关。认识控制板上模拟口，理解一些常见的模拟量。按键控制LED灯开关实验物理电路的正确连接。外界干扰对电子电路的影响。
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