第三课：输入设备的使用

碰撞开关

碰撞开关是最常用的输入设备之一，其原理也十分简单，当开关按下时，信号读取为0，当抬起时，读取为1，当使用起来时则可以实现很多变化。

碰撞开关的使用——利用开关实践选择结构

文件:Crash usage.png
开关使用的基本原理是：当开关弹起时，程序读取到的值是1，当开关按下时，读取到的值是0。
因此，如果要设计一个控制灯开关的程序，应该怎么写呢？

编程

 #include<Adafruit_NeoPixel.h>
 #define LED_Pin 6
 #define LED_Num 2
 #define Key_Pin 8 //定义开关的引脚为8
 Adafruit_NeoPixel ColorLED=Adafruit_NeoPixel(LED_Num, Led_Pin, NEO_GRB+NEO_KHZ800);
 void setup(){
 ColorLED.begin();
 pinMode(Key_Pin,INPUT); //定义开关的引脚为输入状态
 }
 void loop(){
 int KEY=digitalRead(PIN_Key); //定义一个整数变量KEY，同时让KEY的值等于读取到的开关引脚的值。digitalRead（a）也是Arduino的基本语句，意思是读取”a“引脚上的数字信号值。
 if(KEY==0){
 ColorLED.setPixelColor(0, ColorLED.Color(255,0,0));
 ColorLED.show(); //这段就是选择结构最基本的形式，”if“如果括号里的条件成立，则执行{}中的命令，在这段代码中，即当KEY的值等于0，也就是开关按下的时候，灯亮。其中”==“左右两边的值相等，而”=“只是将右边的值赋给了左边，并不是真正意义的等于。
 }else{
 ColorLED.setPixelColro(0,ColorLED.Color(255,0,0));
 ColorLED.show(); //如果不满足”if“条件，就执行”else“后面{}中的程序，在当前程序中即关灯。因为KEY只有等于0或1两种情况，所以else后面就不再写KEY==1了。
 }
 }

动手时间

试着用开关实现两种灯的切换，抬起时第一个灯亮，第二个灯灭，按下时反过来

其他用法

碰撞开关由于会自动回复到弹起的状态，在实际使用中，也可以当作按钮来使用
文件:Crash button.png
Microduino定义了一个库文件，可以检测到碰撞开关是否被按下（press）过，但只记录按下的那一瞬间，而不是一个持续的过程。
文件:Crash switch.png
这样，就可以实现按一下执行命令A（比如开灯），再按一下执行命令B（比如关灯），但程序怎么判断是第几次按开关呢？
文件:Crash judgement.png
因此我们需要引入一个布尔变量来记录开关被按的状态，布尔变量只有true和false两个值，每当开关按下时，这个布尔变量就翻转一次。
文件:Crash boolean.png
然后再定义，当布尔值为真的时候亮灯，反之则关灯，这样就实现切换控制了。具体代码如下：

 #include<Adafruit_NeoPixel.h>
 #include<Microduino_Key.h> //调用碰撞开关库文件
 #define PIN_LED 6
 #define PIN_NUM 2
 #define PIN_Key 8
 Key KeyA(PIN_Key,INPUT_PULLUP); //定义开关名称为KeyA,以及开关引脚和模式
 Adafruit_NeoPixel ColorLED=Adafruit_NeoPixel(LED_NUM, PIN_LED, NEO_GRB+NEO_KHZ800);
 boolean sta=false; //定义一个布尔变量sta，初始状态为假
 void setup(){
 ColorLED.begin();
 pinMode(PIN_Key,INPUT);
 }
 void loop(){
 if(KeyA.read(PRESS)){ //当开关读取到按下的状态时，反转布尔值，其中”名称.read(PRESS)“是开关使用的语法，这段代码只检测是否按过，而不是按下去的状态
 sta=!sta; //布尔值反转用”！“表示
 }
 if(sta){ //当布尔值sta为真时，灯亮
 ColroLED.setPixelColor(0, ColorLED.Color(255,0,0));
 ColroLED.show();
 }else{ //否则，也就是当sta值为假的时候，灯灭
 ColorLED.setPixelColor(0,ColorLED.Color(0,0,0));
 ColorLED.show();
 }delay(15); //由于单片机运行速度太快，导致程序判断时可能会出错，所以整体延时15毫秒，让它稍微放慢一些
 }

动手时间

尝试用开关控制两个灯，按一下第一个灯亮，再按一下第二个灯亮
更进一步，如果要实现多个命令的切换，应该怎么处理呢？
文件:Crash extension.png

其他输入设备

人体红外传感器

人体红外传感器返回的是数字信号，通过选择结构可以实现类似开关的功能。
当有人经过检测范围时，其信号值为0，而没有人的时候则为1，因此，人体红外传感器只能判断是否有人，而无法判断与人之间的距离。
文件:PIR detection.png

动手时间

PIR的程序和第一个开关使用的程序完全一样，试着套用一下，实现一个PIR控制的灯，有人经过灯就会亮

光敏传感器

光敏传感器传回的是模拟信号，即光线变化的一组数字，可以利用这些数字实现相应的控制。
文件:Light signal.png
模拟信号是一组不断变化的数字，可以通过串口监视器观察数值的变化

声音传感器

声音传感器与光敏传感器类似，也是返回一段声音变化的模拟信号，可以利用这个变化做应用
文件:MIC signal.png