第三章 科創(chuàng)板-鍵位控制

第三章第2課 科創(chuàng)板-鍵位控制

1、學(xué)會(huì)使用按鍵驅(qū)動(dòng)板載蜂鳴器工作；

2、通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)按鍵控制OLED屏中的方塊移動(dòng)。

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按鍵驅(qū)動(dòng)蜂鳴器——Science and Math

1、鍵位發(fā)聲

我們首先用按鍵控制蜂鳴器執(zhí)行簡(jiǎn)單的功能：當(dāng)按鍵上按下時(shí)，蜂鳴器播放聲音1秒，然后停止發(fā)聲。

認(rèn)識(shí)“結(jié)束聲音”代碼塊

“結(jié)束聲音”代碼塊位于“執(zhí)行器”模塊中，它的功能是終止蜂鳴器的發(fā)聲。

按鍵控制蜂鳴器發(fā)聲程序如下：

將上圖程序下載到科創(chuàng)板，當(dāng)按鍵上按下時(shí)，蜂鳴器播放聲音1秒，然后停止發(fā)聲。

2、函數(shù)應(yīng)用

當(dāng)我們的程序中需要多次用到一組相同的代碼時(shí)，我們可以用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，每次用到這段代碼時(shí)調(diào)用即可。

認(rèn)識(shí)“創(chuàng)建函數(shù)”代碼塊

“創(chuàng)建函數(shù)”代碼塊位于“函數(shù)”模塊中，它的功能是創(chuàng)建一個(gè)不帶輸出值的函數(shù)模塊。

在函數(shù)中可以設(shè)置變量，點(diǎn)擊藍(lán)色設(shè)置按鈕，彈出參數(shù)框，將參數(shù)X拖到右邊輸入下邊即可這時(shí)候代碼塊上出現(xiàn)了變量參數(shù)X。

下面我們以一個(gè)實(shí)際運(yùn)用來(lái)說(shuō)明一下“創(chuàng)建函數(shù)”代碼塊的使用方法：

上面的函數(shù)表示：每間隔x微秒（1秒=1000毫秒=1000000微秒），蜂鳴器電平切換一次，即表示生成頻率為1000000/2x的聲音信號(hào)。

當(dāng)我們創(chuàng)建好函數(shù)代碼時(shí)，在“函數(shù)”模塊中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的代碼塊，“執(zhí)行函數(shù)參數(shù)X”代碼塊，它的作用是執(zhí)行用戶自定義參數(shù)為X的函數(shù)塊。

通過(guò)上、下、左、右四個(gè)按鍵（對(duì)應(yīng)的管腳分別為：12、23、36、2，其中按鍵左的邏輯是反的），控制蜂鳴器發(fā)出不同頻率聲音的程序：

運(yùn)行上面的程序，我們就可以通過(guò)點(diǎn)擊不同按鍵控制蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音了。

3、程序中斷命令

“中斷”是指科創(chuàng)板在運(yùn)行程序的過(guò)程中，由于出現(xiàn)一些特別的情況，停止當(dāng)前的程序去執(zhí)行新的程序，等處理完成后再返回原來(lái)被暫停的程序繼續(xù)執(zhí)行。

中斷可以類比生活中的例子：比如你正在看電視，突然門口門鈴響起，有快遞送上門，所以你就暫停看電視去拿快遞，等收完快遞后繼續(xù)看電視。在這個(gè)過(guò)程中，看電視是你主要的任務(wù)（主程序），而收快遞就是一個(gè)中斷過(guò)程，門鈴響起就是一個(gè)中斷的標(biāo)志（觸發(fā)中斷的條件）。中斷示意圖如下：

認(rèn)識(shí)“中斷”代碼塊

“中斷”代碼塊位于“輸入/輸出”模塊中，它的功能是設(shè)置指定管腳的中斷模式為上升、下降或者改變，并執(zhí)行回調(diào)函數(shù)。

中斷觸發(fā)的條件有三種：上升、下降和改變。上升模式為當(dāng)管腳由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，觸發(fā)中斷；下降模式為當(dāng)管腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，觸發(fā)中斷；改變模式為當(dāng)管腳的電平發(fā)生變化的時(shí)候，觸發(fā)中斷。

這里我們展示一個(gè)實(shí)際中斷函數(shù)的程序，做完這個(gè)，大家就會(huì)更深入的了解中斷的含義了，程序如下：

此程序設(shè)置的中斷是當(dāng)檢測(cè)到按鍵上被按下時(shí)，就會(huì)執(zhí)行回調(diào)函數(shù)里的程序。將上面的程序下載到科創(chuàng)板后，我們點(diǎn)擊按鍵上，就可以聽到蜂鳴器發(fā)出的三種不同聲音了。

二、鍵位控制OLED屏——Technology and Math

我們可以驅(qū)動(dòng)按鍵去控制多彩LED燈以及蜂鳴器工作了，接下來(lái)，我們要做的就是要讓按鍵功能更加直觀的體現(xiàn)出來(lái)。大家來(lái)思考一個(gè)問(wèn)題，我們可不可以通過(guò)按鍵移動(dòng)屏幕上顯示的方塊呢，怎樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能呢？

為了實(shí)現(xiàn)上述的功能，我們可以分步進(jìn)行：

1、繪制方塊

在前面的課程里，我們已經(jīng)學(xué)過(guò)用OLED屏顯示矩形，這里用到同樣的代碼塊“繪制矩形”，不過(guò)其中的參數(shù)需要調(diào)整一下（因?yàn)槲覀円刂品綁K移動(dòng)，所以方塊尺寸要合適）。

我們將方塊的邊長(zhǎng)定為4，那么 “繪制矩形”代碼塊里關(guān)于寬度高度設(shè)置的兩個(gè)變量要改為4；開始時(shí)方塊要顯示在屏幕中央，相對(duì)應(yīng)的起點(diǎn)參數(shù)設(shè)置x=62，y=30。

上面兩種程序表達(dá)方式都可以，第二種里面的“科創(chuàng)板oled初始化”代碼塊（ “科創(chuàng)板oled初始化”代碼塊位于“科創(chuàng)板v2.0”模塊里）與第一種里面的兩代碼塊的功能是一樣的。相較于第一種程序表達(dá)，第二種更簡(jiǎn)潔，所以后面我們使用第二種表達(dá)方式講解剩余程序部分。

此時(shí)繪制的方塊只有四條邊，中間是空的，所以要在“填充”后面打鉤，這樣這個(gè)邊長(zhǎng)為4的方塊才能填充起來(lái)。

運(yùn)行以上程序，OLED屏中間會(huì)顯示一個(gè)填充后的小方塊。

2、施加約束

認(rèn)識(shí)“約束”代碼塊

“約束”代碼塊位于“數(shù)學(xué)”模塊中，它的功能是限制數(shù)字或者變量介于兩個(gè)指定的數(shù)字之間。

因?yàn)槠聊坏臋M向范圍為0~127，縱向范圍為0~63，方塊邊長(zhǎng)為4，所以x的范圍為0~124，y的范圍為0~60，可以用以下代碼塊來(lái)限定x與y的范圍，這樣方塊就不會(huì)超出屏幕了。

3、按鍵控制

右鍵按下讓x增加4，y保持不變（小方塊向右移動(dòng)4步）：

同理，可以推寫出上、下、左鍵按下時(shí)的程序塊（需要注意的是左鍵的邏輯是反的，所以左鍵的判定條件是當(dāng)管腳36的值等于0時(shí)）。

我們把確定鍵作為初始化按鍵（讓小方塊回到OLED屏幕中點(diǎn)）：

程序分塊到這里就講解完成了，接下來(lái)我們只需要把之前編寫好的程序塊結(jié)合起來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)按鍵控制小方塊的移動(dòng)了，程序如下：

運(yùn)行以上程序，按鍵的上下左右可以控制小方塊的移動(dòng)方向，確定鍵按下時(shí)，小方塊回到屏幕中心。

三、延伸與擴(kuò)展——Arts

想一想，我們可不可以用屏幕和按鍵做一個(gè)貪吃蛇游戲呢，怎樣去實(shí)現(xiàn)？

請(qǐng)以小組的形式進(jìn)行合作，嘗試使用屏幕和按鍵做一個(gè)貪吃蛇游戲 。

設(shè)計(jì)要求：

（能夠用按鍵操控貪吃蛇小游戲，其中確定鍵可以暫停與開始游戲；

（保證控制方式安全可靠。