Arduino学习笔记④ 经典按键实验

1.前言

    咱们讲了数字IO口介绍以及作了流水灯演示（主要用到IO口的输出功能），这节课咱们讲解一下IO口的输入功能，说到输入功能，最经典的例子莫过于按键实验。废话少说，赶忙上车。

2.实验材料

• 按键模块

• LED模块（这里属于共阳极LED模块）

• Mega2560板子
  注意：这课实验是基于第三课实验材料进行的。

3.实验内容

3.1 按键实验1

实验内容：
当按住按键时点亮LED，当放开按键后熄灭LED；

实验代码：

/**
* @Desc 按键灯(当按住按键时点亮LED，当放开按键后熄灭LED)
* @author 单片机菜鸟
* @Date  2016/12/3
* 注意：LED的一端接到5V，另一端接到输出引脚，低电平亮
*       按键是高电平有效
*/
 
#define LED  2
#define KEY  10
 
int buttonState = HIGH;//记录当前按键状态
 
void setup() {
  //配置2号引脚做为输出引脚
   pinMode(LED,OUTPUT);
   digitalWrite(LED,HIGH);//灭掉LED
   //配置10号引脚为输入引脚 若是是本身链接普通按键 pinMode(KEY,INPUT_PULLUP),弱上拉
   pinMode(KEY,INPUT);
}
 
void loop() {
 
  buttonState = digitalRead(KEY);//读取当前按键状态
  if(buttonState == HIGH){
    //按键按下
    digitalWrite(LED,LOW);//点亮LED
  }else{
    //按键放开
    digitalWrite(LED,HIGH);//熄灭LED
  }
  
}

3.2 按键实验2

实验内容：
当点击一次按键时点亮LED，当再次点击一次按键时熄灭LED（就跟家里灯同样）

实验代码：

/**
* @Desc 按键灯(当点击一次按键时点亮LED，当再次点击一次按键时熄灭LED)
* @author 单片机菜鸟
* @Date  2016/12/3
* 注意：LED的一端接到5V，另一端接到输出引脚，低电平亮
*       按键是高电平有效
*/
 
#define LED  2
#define KEY  10
 
int buttonState = HIGH;//记录当前按键状态
int flag = HIGH;//默认当前灭灯
 
void setup() {
  //配置2号引脚做为输出引脚
   pinMode(LED,OUTPUT);
   digitalWrite(LED,flag);//灭掉LED
   //配置10号引脚为输入引脚 若是是本身链接普通按键 pinMode(KEY,INPUT_PULLUP),弱上拉
   pinMode(KEY,INPUT);
}
 
void loop() {
  buttonState = digitalRead(KEY);//读取当前按键状态
  if(buttonState == HIGH){
    //按键按下
    delay(40);//作一个防抖动延时(确保真是按下了按键而不是错误)
    buttonState = digitalRead(KEY);//再一次读取按键状态
    if(buttonState==HIGH){
      //再次确认是否真的按下了按键,是的话就置反当前灯的状态
      flag = !flag;
      digitalWrite(LED,flag);
    }
  }
}

个人按键模块的实验结果是：偶尔能够，偶尔又不能够，证实只是简单防抖动确定是不行的。后面通过查资料用如下防抖动方法：

/**
* @Desc 按键灯(当点击一次按键时点亮LED，当再次点击一次按键时熄灭LED)
* @author 单片机菜鸟
* @Date  2016/12/3
* 注意：LED的一端接到5V，另一端接到输出引脚，低电平亮
*       按键是高电平有效
*/
 
#define LED  2
#define KEY  10
 
int flag = HIGH;//默认当前灭灯
 
// 定义记录按键当前状态的变量
int state_btn;
// 定义记录按键最近一次状态变化的变量，并初始化状态为LOW。
int lastButtonState = LOW;
// 定义记录最近一次抖动的时间变量，并初始化时间为0毫秒。
long lastDebounceTime = 0;
// 定义延迟抖动的时间变量
long debouncdDelay = 60;
 
void setup() {
  //配置2号引脚做为输出引脚
   pinMode(LED,OUTPUT);
   digitalWrite(LED,flag);//灭掉LED
   //配置10号引脚为输入引脚 若是是本身链接普通按键 pinMode(KEY,INPUT_PULLUP),弱上拉
   pinMode(KEY,INPUT);
}
 
void loop() {
  int buttonState = digitalRead(KEY);//读取当前按键状态
 
  if(buttonState != lastButtonState){
     //若是按键发生了变化  则从新设置最近一次抖动的时间
     //方法millis()能够获取当前时间，单位统一为毫秒。
     lastDebounceTime = millis();  
  }
  
  // 判断按键按下状态时间间隔是否大于延迟抖动的时间长度。
  if(millis()-lastDebounceTime>debouncdDelay){
    // 判断当前的按键状态是否和以前有所变化
    if(buttonState != state_btn){
       // 若是发生了变化，
       // 则更新按键状态变量。
       state_btn = buttonState;
       if(state_btn == HIGH){
        //再次确认是否真的按下了按键,是的话就置反当前灯的状态
         flag = !flag;
         digitalWrite(LED,flag);
       }
    }
  }
  // 更新按键最近一次状态变化的变量
     lastButtonState = buttonState;
}

    这里的防抖算法的思路是：
    须要记录一个最近状态 lastButtonState （每读一次引脚状态就记录一次），而后在抖动间隔内（60ms）判断最新状态，只要间隔内状态改变，就不断更新抖动时间的起始点(也就是 lastDebounceTime = millis(); )，直到防抖动知足 millis()-lastDebounceTime>debouncdDelay。以后再判断一下当前状态和以前状态是否改变 buttonState != state_btn （以防用户按过久了）。

4.总结

    这节课咱们主要学习数字IO口的输入功能，总体上还算简单，主要是注意按键防抖动。