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外观

4. 按键点灯 ​

4.1 独立按键基础知识 ​

独立按键是一种简单的输入设备，广泛应用于各种电子设备中，用于实现基本的用户交互。它们的工作原理通常基于一个简单的机械开关，当按下按键时触发某些操作。独立按键可以有多种尺寸、形状和颜色，便于用户辨识和使用。

独立按键是一种简单的输入设备，广泛应用于各种电子设备中，用于实现基本的用户交互。它们的工作原理通常基于一个简单的机械开关，当按下按键时触发某些操作。独立按键可以有多种尺寸、形状和颜色，便于用户辨识和使用。

4.2 独立按键结构组成 ​

独立按键的主要结构组成包括：按钮、外壳、弹簧、触点、导电片和引脚。由一个弹性体（如弹簧或金属片）和一个按键帽组成。当按键被用户按下时，弹性体会缩短，使按键帽压缩，使按钮顶部变得接近或触摸基底。当用户松开按钮时，弹性体恢复原状，按键返回初始位置。所以当按键未被按下时，通常触点是分开的，电路是断开的。当按下按键时，导电片触碰到触点，从而形成一个闭合电路。

4.3 独立按键驱动原理 ​

独立按键驱动是为了让微控制器能识别按键的状态，而微控制器正好可以识别高电平和低电平，所以大多数的按键都是通过给按键的一端接入高电平，一端接入GPIO；或者是给按键的一端接入低电平，一端接入GPIO。通过检测连接按键的引脚有没有发生电平变化，就可以知道按键是否按下。

4.4 消抖措施 ​

由于机械按键在闭合和分开时可能产生的机械振动(相当于弹簧)，导致开关状态在短时间内多次变换，这就是按键抖动现象。消抖措施主要分为软件消抖和硬件消抖：

  1. 软件消抖：主要是通过编程的方法，设定一个延迟或计时器，确保在一定的时间内只读取一次按键状态，避免抖动对程序的影响。
  2. 硬件消抖：在按键电路中加入元器件如电阻、电容组成的RC低通滤波器，对按键信号进行平滑处理，降低抖动的影响。

4.5 独立按键原理图 ​

开发板原理图中，将按键一端通过上拉电阻R14接到的3.3V的高电平和引脚GPIO0上，另一端接到了GND（低电平）。将开发板的按键电路简化，得到下图。

开发板一上电，GPIO0引脚就会因为R14这个上拉电阻变为高电平，所以当按键没有按下的时候，GPIO0引脚默认为高电平；当按键按下时，因为按键闭合，GPIO0通过按键接到了GND上，所以GPIO0变为了低电平；故我们在代码中，一直检测按键的电平状态，当检测到低电平时，说明按键有按下；当检测到高电平时，说明按键没有按下。

4.6 独立按键驱动流程 ​

以下是一个简化的独立按键驱动流程：

  1. 导入接口类
c
from machine import Pin          #机器硬件的接口类

之前点灯章节，是直接导入的 machine 类，导致后面使用其他功能时都要加上类的路径，比如想要初始化引脚：

c
classmachine.Pin(id, mode=- 1, pull=- 1, *, value, drive, alt)

而如果导入具体的类，比如machine 下的Pin。

c
from machine import Pin #机器硬件的接口类

在初始化引脚时，就可以这么写： Pin(id, mode=- 1, pull=- 1, *, value, drive, alt)

  1. 初始化微控制器的GPIO为输入功能
c
key_gpio = 0
#初始化 key_gpio 引脚为输入模式，开启上拉电阻
key_pin = machine.Pin(key_gpio, machine.Pin.IN, Pin.PULL_UP)
  1. 检测按键状态（定时轮询或中断触发） Pin.value(x)是 MricoPython 编程中用于从引脚读取电平状态或者设置引脚输出对应值的函数。当引脚设置为输入模式（ Pin.IN ）时，可以使用这个函数来读取引脚的当前电平状态。 Pin.value(x) 此方法允许设置 和 获取引脚的值，具体取决于x是否提供参数。 如果没有提供x参数，则此方法就可以获取引脚的数字逻辑电平，分别返回对应于低电平和高电平信号的 0 或 1。获取的值是否正确还取决于引脚的模式：
  • Pin.IN - 当引脚为输入模式时，该方法返回引脚上当前存在的实际输入值，高电平或者低电平。
  • Pin.OUT - 当引脚为输出模式时，该方法无效。

如果提供了 x 参数，则此方法就是设置引脚的数字逻辑电平输出。参数x可以是任何转换为布尔值的东西。如果转换为 True，则引脚设置为状态“1”，即输出高电平，否则设置为状态“0”，即输出低电平。需要注意，设置值时，此方法返回 None。

什么是定时轮询或中断触发？

  1. 定时轮询也叫顺序检测，它是一种扫描式的按键驱动方式，在一个循环的代码中循环的检测按键状态。当检测到按键闭合时，就进行相应操作。
  2. 中断触发主要利用微控制器的中断功能，当按键状态发生变化时，微控制器会立即响应，停止当前任务并执行按键响应程序。这种方式对实时性要求较高。
  3. 如有抖动现象，应用消抖措施
  1. 如有抖动现象，应用消抖措施 设定一个延迟，确保在一定的时间内只读取一次按键状态，过滤掉其中的抖动现象，避免抖动对程序的影响。
c
    # 如果按键按下
    if KEY.value()==0:
        # 消抖
        time.sleep_ms(10)
        # 重新确定是否按下按键
        if KEY.value()==0:

4.7 按键点灯验证 ​

将开发板上板载的BOOT键连接的GPIO0初始化为输入模式，设计一个程序，使按下按键就让灯亮，再按就灯灭。

开发板上板载的BOOT键，只要不在上电的时候按下，就可以正常使用。

c
from machine import Pin
import time

# 初始化 GPIO48 引脚为输出模式
LED=Pin(48,Pin.OUT)

# 初始化 GPIO0 引脚为输入模式，使能上拉电阻
KEY=Pin(0,Pin.IN,Pin.PULL_UP)

# LED状态变量
state=0

while True:
    # 如果按键按下
    if KEY.value()==0:
        # 消抖
        time.sleep_ms(10)
        # 重新确定是否按下按键
        if KEY.value()==0:
            # LED状态变量 取反
            state=not state
            # 切换LED状态
            LED.value(state)
            # 等待按键松开（如果一直为0则一直延时）
            while not KEY.value():
                time.sleep_ms(50)

4.8 按键点灯效果 ​

按下按键灯亮，再按下按键灯灭，如此反复。