第5课 小按钮 大用处

第五课 小按钮 大用处

星火课程团队

欢迎来到树莓派课堂。今天我们以生活中常见的按钮为例，来尝试使用按钮控制LED灯，让小灯乖乖听话，想怎么亮就怎么亮。

知识点：

1. 认识按钮

2. 数字信号的获取方法

3. 程序分支结构

生活中按钮绝对是无处不在。键盘、手机、汽车、遥控器、洗衣机、电灯……都由各式的按钮来控制设备的运转。由此可见按钮虽小，它的应用范围却是非常之广泛。

众多的按钮其实可大致划分为两大类，轻触按钮和自锁按钮。

本节课我们用两个小案例来体验这两类按钮的妙用。

案例1.当按钮按下时，LED灯亮，当按钮松开时，LED灯灭（轻触按钮）

案例2.按钮按一下，LED灯亮，再按一下，LED灯灭（自锁按钮）

硬件连接：

树莓派主板  古德微扩展板 LED灯一盏 按钮一个  

1.认识按钮

我们先来认识一下今天要使用的按钮，它与你平日见到的按钮有什么不同？

对，它有三个针脚，在针脚的附近标有字母，分别是VCC、OUT、GND。它们分别链接正极、信号线和负极。

我们再来看扩展板，

扩展板上有GPIO  25号，左右两侧是正负极，与按钮针脚排列一致，我们将按钮插在这里。

2. 数字信号的获取方法

对于不同类型的按钮不知道其内部电路时，可以进行检测获得其按下弹起对应高低电平后再使用。登录古德微网站平台，“智能硬件常用”模块中找到获取按钮检测结果的积木。

我们将积木拖到脚本区，因为这块积木无法独立运行，因此还需要借助

这块积木的帮助。

去掉文本，将获取按钮检测结果积木嵌套在输出调试信息积木中。

目前的程序只执行一次，我们使用循环命令让其持续监测。

因为在按钮的操作中，可能会出现抖动，这是由按钮的机械特性所决定的，一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数，按钮抖动会引起一次按钮被误读多次。我们一般用延时去除抖动。当然即使没有按钮抖动，程序循环时一般也需要设置间隔时间的。这里我们添加上等待0.1秒。

按钮有两种状态，按下和弹起。现在我们打开日志显示区，运行程序，当按下按钮，输出的信息是1，松开按钮输出的结果为0。

（课件）通过观察我们发现按钮状态只有两个：1和0。1表示检测到按钮被按下，0表示按钮弹起。

3.程序分支结构

程序分支结构，它常用于需要先条件判断再执行的场景。根据传感器的不同状态来执行不同的程序代码，比如要实现案例一（流程图+视频）当按钮被按下时，LED亮，松开时，LED灭。程序根据按钮的不同状态决定是否点亮LED灯。按钮属于数字模块，当按下时输出高电平，松开时输出低电平。那输出的高低电平状态便是分支语句条件判断的内容。

编写程序：

明白了上述两个知识点，我们就可以编写程序了。

“条件”模块中，拖拽一个新的积木“如果——否则”积木到脚本区。

LED灯连接到扩展板5号GPIO上。那么也就是说当检测到按钮按下时，5号灯亮，否则灭。按照这个思路，我们将如果后面的条件设为：获取25号按钮检测结果的积木。

如果检测到按钮被按下，就执行

否则就执行

因为程序需要不断的执行，我们才能有效控制灯的亮灭，所以添加循环命令，也可以使用上节课讲得计数循环来实现。

上传程序看一下效果。（视频）“按下亮，松开灭”这属于按钮分类中的“轻触按钮”。

接下里我们再实现案例二“按一下亮，再按一下灭”自锁按钮的效果。

按钮的默认状态是松开，处于低电平状态，输出0。只有按下时才对应的是高电平，输出1。这样来看，按钮绝大部分时间的状态处于低电平0，我们可以通过按下按钮这个动作控制灯的亮灭。

当按钮状态检测到是1时，就改变5号GPIO的信号状态，同时也改变了LED灯的通电状态，实现了“按一下亮，再按一下灭”的效果。如何用程序来实现呢？

首先，建立变量，重新命名变量为“按钮状态”，

将获取25号按钮检测结构的积木赋值给变量按钮状态，如果监测按钮状态=1，那么就执行信号反转，即改变LED灯的亮灭状态。

添加循环积木持续程序的运行。

上传程序看一下效果。（视频）

知识梳理：

最后我们一起来梳理一下本节课的知识点。数字信号的获取和程序分支结构。首先数字信号的获取可以直接使用“获取按钮检测结果”这块积木来完成，积木检测到高或低的两种电平状态；其次是程序分支结构，“如果 执行 否则”如果后跟的是条件判断语句，根据25号管脚返回的电平状态，来判断按键是否被按下，进而呢向5号管脚输出对应的电平状态来控制LED灯的亮灭。程序分支结构与我们前几节课的顺序结构不同，程序的代码并非全部执行，而是根据条件判断的成立与否来进行有选择的执行。程序分支结构的引入呢，让程序与传感器实现了更丰富的动态交互，极大的提高了树莓派硬件的可玩度。

最后我们拓展一个小知识，前两节课我们说了全局变量和局部变量，那么有人会疑问：什么是变量，它究竟有什么作用？这里说一下变量和常量的概念。变量相对的是常量，都是数据存在的形式。常量用来表示确定的数值或内容，例如1、2、3这些都是固定的，不变的，就是常量。变量只能存储一个值，它用来表示变化的数值或内容。变量就像放置物品的盒子，盒子里可以放食物，也可以放工具，无论是食物还是工具，但盒子里一次只能放一个，打开盒子，你只能看到最后放进去的数值或内容。这回你明白了吗？

那么对于本节课按钮控制灯的案例你还可以做出哪些效果呢？期待你的精彩分享。

这节到这里，下期再见。

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