Читать книгу Робототехника: практическое введение для детей и взрослых - Александр Вячеславович Фролов - Страница 25

Кнопка представляет собой аппаратное устройство, предназначенное для замыкания и размыкания электрической цепи. Когда кнопка нажата, цепь замкнута и по ней идет электрический ток, а когда отжата – цепь разомкнута, ток не идет.

На рис. 3.1 мы добавили кнопку SA1 в схему подключения светодиода к батарейке. Если нажать кнопку, светодиод загорится, если отпустить – погаснет.

Рис. 3.1. Схема для включения светодиода с помощью кнопки

Различного рода кнопки есть практически везде – в пультах управления телевизором, в мобильных телефонах, в клавиатуре компьютера и во многих других устройствах.

В микрокомпьютере micro:bit есть три кнопки. Одна из них расположена с обратной стороны устройства и предназначена для его сброса. На рис. 3.2 эта кнопка находится в правом верхнем углу, между разъемом микро-USB и разъемом питания.

Рис. 3.2. Кнопка сброса находится на обратной стороне платы micro:bit

Две другие кнопки находятся на лицевой стороне платы микроконтроллера (рис. 3.3). Именно эти две кнопки, обозначенные как A и B, представляют для нас основной интерес.

Рис. 3.3. Программируемые кнопки A и B на лицевой стороне платы micro:bit

Блоки программы, загруженной в память микроконтроллера, могут получать управление, когда нажимается одна из этих кнопок, а также когда они нажимаются вместе.

Если вы создаете дистанционно управляемую модель марсохода (ровера), то сможете использовать кнопки, например, для управления движением. Используйте одну из этих кнопок, например, для включения движения вперед, другую – для включения заднего хода. Одновременное нажатие кнопок пригодится, например, для экстренной остановки моторов ровера.

Задаем действия при нажатии кнопок

Для того чтобы проверить действие кнопок на практике, добавьте в новый проект из палитры Ввод три блока кнопка нажата (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Блоки для обработки событий от кнопок

Текст программы можно загрузить из архива, он записан в файл BoxRover/ch03/microbit-кнопки-влево-и-вправо.hex.

Когда вы нажимаете кнопки A и B, в микроконтроллере возникают так называемые события. Эти события перехватываются блоками кнопка нажата. Если в тело этих блоков добавить другие блоки, то они получат управление при нажатии соответствующей кнопки, или двух кнопок одновременно.

Наша программа выполняет очень простые действия. Если нажать кнопку A,то программа нарисует на экране микроконтроллера стрелку, направленную на запад. Нажатие кнопки B приведет к тому, что будет нарисована стрелка, направленная на восток. И, наконец, если нажать обе кнопки одновременно, на экране будет нарисован значок сердечка (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Значки появляются при нажатии соответствующих кнопок

Обратите внимание, что мы не используем блоки постоянно и при начале. Обработка событий от нажатых кнопок выполняется блоками кнопка нажата независимо от работы блоков постоянно и при начале.

Для перехвата события создается так называемый программный хандлер (handler), или обработчик. Для одного события может быть создан только один обработчик.

Таким образом, вы можете создать только один обработчик для кнопки A, один – для кнопки B, и один для события, которое возникает при одновременном нажатии обеих кнопок.

Устройство, создающее событие, мы будем называть генератором событий. Как вы увидите дальше, помимо кнопок в микроконтроллере micro:bit существуют и другие генераторы событий, например, связанные с передачей данных по радио или через последовательный интерфейс UART.

Счетчик нажатий кнопок

Нашей следующей программой, работающей с кнопками A и B, будет несложный счетчик. Сразу после запуска значение счетчика будет равно нулю. При нажатии кнопки A значение счетчика увеличивается, а при нажатии кнопки B – уменьшается.

Программа счетчика показана на рис. 3.6 (файл BoxRover/ch03/microbit-Счетчик.hex).

Рис. 3.6. Программа счетчика нажатий кнопок

Вначале из палитры Основное мы добавили блок при начале. Кроме этого, в палитре Переменные мы создали переменную с именем Counter, предназначенную для хранения текущего значения счетчика.

В блоке при начале задается исходное значение счетчика Counter, равное нулю. После этого текущее значение счетчика показывается на экране в блоке показать число.

Когда нажимается кнопка A, блок изменить увеличивает значение Counter на единицу. Вслед за этим новое значение счетчика выводится на экран. Аналогично, при нажатии кнопки B значение счетчика нажатий уменьшается, и на экран выводится уменьшенное значение (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Текущее значение счетчика нажатий отображается на мониторе

Обратите внимание, что если числовое значение превысит 9, числа будут показываться на экране micro:bit в режиме бегущей строки. Режим бегущей строки будет включен и для отображения отрицательных чисел.

Проверка состояния кнопки

Предыдущие программы выполняли какое-либо действие, когда мы нажимали кнопки. Но есть и другая возможность – в процессе своей работы программа может проверять текущее состояние кнопок, и в зависимости от результатов проверки изменять свое поведение.

В качестве примера доработаем программу, взятую из раздела Доверимся случаю предыдущей главы, которая зажигает и гасит светодиоды с различной яркостью. Сделаем так, чтобы с помощью кнопки A можно было запускать программу и ставить ее на паузу. А именно, звезды будут зажигаться и гаснуть только если кнопка A нажата. В противном случае вся жизнь в нашей вселенной останавливается.

Код программы показан на рис. 3.8. Вы найдете эту программу в файле microbit-Вселенная-кнопка-А.hex.

Рис. 3.8. Программа работает только при нажатой кнопке A

Здесь мы добавили в постоянно блок если. В качестве условия в блок если мы вставили проверку кнопка нажата. Эта проверка находится в палитре Ввод.

Давайте усложним нашу программу. Пусть теперь звезды зажигаются и гаснут, если кнопка A не нажата, и перестают зажигаться и гаснуть, когда мы нажимаем кнопка A.

Для кнопки B тоже найдется работа. Каждый раз когда мы будем ее нажимать, процесс зажигания и угасания звезд должен замедляться.

Новый вариант программы показан на рис. 3.9, файл microbit-Вселенная-на-паузе.hex.

Рис. 3.9. Новая версия программы управления звездами

В блоке при начале мы задаем в переменной задержка начальное значение задержки, равное 0. При нажатии на кнопку B мы увеличиваем значение задержки на 50 мс.

В блоке постоянно мы использовали цикл если иначе. Как он работает?

В теле условия если ничего нет, поэтому если кнопка A нажата, то никакие блоки не выполняются и бесконечный цикл работает вхолостую. Но если кнопка A не нажата, то в дело включается тело иначе. Здесь у нас находится блоки, управляющие переключением звезд, а также блок паузы.

Как мы уже говорили, по умолчанию значение параметра для блока пауза, которое хранится в переменой задержка, равно нулю. Если вы будете нажимать кнопку B, то это значение будет увеличиваться на 50 мс при каждом нажатии. В результате жизнь наших звезд будет каждый раз замедляться.

Домашнее задание

В качестве первого домашнего задания попробуйте самостоятельно доработать программу microbit-Счетчик.hex (рис. 3.6) таким образом, чтобы при нажатии двух кнопок одновременно текущее значение счетчика сбрасывалось в нулевое значение.

Решение вы сможете найти в файле microbit-Счетчик-со-сбросом.hex, загрузив архив программ с сайта автора этой книги http://frolov-lib.ru/books/boxrover/.

В качестве второго самостоятельного задания добавьте к программе microbit-Вселенная-на-паузе.hex (рис. 3.9) код, который сбрасывает задержку к исходному значению при одновременном нажатии кнопок A и B.

Решение этого задания есть в файле microbit-Вселенная-на-паузе-со-сбросом.hex.

И, наконец, в качестве третьего домашнего задания попробуйте сделать кодовый замок. Замок должен работать следующим образом.

Чтобы открыть замок, вам нужно нажать четыре раза кнопку A, и один раз – кнопку B (в любой последовательности). Только эта комбинация должна открыть замок.