3.8 keypad控制RGB灯

一、实验目的

本节课主要学习K210的拨轮开关keypad控制RGB灯。

二、实验准备

1.实验元件

   拨轮开关keypad、RGB灯

2.元件特性

拨轮开关keypad具有三个通道，分别是L：表示向左滚动、M：表示按下，R：表示向右滚动。每一次只能操作一个通道，并且keypad在释放状态下，三个通道都是高电平，如果其中一个通道被按下时，对应的IO口电平会变成低电平。可以理解为keypad是三个按键组合在一起，但是每次只能使用其中一个按键。

拨轮开关一般用于低压电路，具有滑块动作灵活、性能稳定可靠的特点。主要用于工业以及一些家用电器上，如电视机，彩电、电脑、数控机床、主动化操控设备等运用。

3.硬件连接

K210开发板出厂默认已经焊接好RGB灯和拨轮开关keypad。RGB灯R连接的是IO6，G连接的是IO7, B连接的是IO8。keypad_left连接的是IO1，keypad_middle连接的是IO2，keypad_right连接的是IO3。

4.SDK中对应API功能

对应的头文件 gpiohs.h

前面已经介绍过gpiohs中的函数功能，这里就不再赘述。

三、实验原理

拨轮开关keypad是通过拨动开关柄使电路接通或断开，从而达到切换电路的目的，拨轮开关的原理是经过人为的操作，控制对应电路接通，这里的作用是接通GND，使IO口电平变为低电平，松开时弹簧自动复位的过程。

四、实验过程

1.首先根据上面的硬件连接引脚图，K210的硬件引脚和软件功能使用的是FPIOA映射关系。

2. 在使用RGB灯前需要初始化，也就是把RGB灯的软件GPIO设置为输出模式。

3.然后关闭RGB灯，同样是设置RGB灯的GPIO为高电平则可以让RGB灯熄灭。

4.初始化keypad，设置GPIO为上拉输入模式。

5.接下来是扫描keypad的状态，先读取keypad三个通道的GPIO状态，然后检测是否向左滚动，如果是则让RGB亮红灯，其中msleep(10)延迟10毫秒是起到消抖的作用。之所以要消抖，是因为按键在按下或者松开的时候，电平从高变低或者从低变高的过程不是立即变化的，而是有变化过程的，所以需要消抖处理。

6.检测keypad是否被按下，如果是则RGB点亮绿灯，否则绿灯熄灭。

7.检测keypad是否向右滚动，如果是则RGB点亮蓝灯，否则蓝灯熄灭。

8.最后是一个while(1)循环，扫描keypad的状态控制RGB灯。

9.编译调试，烧录运行

把本课程资料中的keypad复制到SDK中的src目录下，然后进入build目录，运行以下命令编译。

cmake .. -DPROJ=keypad -G "MinGW Makefiles"

make

编译完成后，在build文件夹下会生成keypad.bin文件。

使用type-C数据线连接电脑与K210开发板，打开kflash，选择对应的设备，再将程序固件烧录到K210开发板上。

五、实验现象

当拨动keypad向左滚动时，RGB亮红灯，松开则熄灭；当拨动keypad向右滚动时，RGB亮蓝灯，松开同样熄灭；当按下keypad时，RGB亮绿灯，松开同样熄灭。每次只能控制RGB亮一种颜色，不能亮多种颜色。

六、实验总结

1.keypad的内部原理其实是三个按键，只不过同一时间只能触发一个按键按下。

2.keypad读取GPIO电平的方法与按键是一样的，所以它也支持中断处理的方式。

3.keypad操作简单，具有弹簧复位的功能，实际操作很方便。

附：API对应的头文件 gpiohs.h

gpiohs_set_drive_mode

描述

设置GPIO驱动模式。

函数原型

void gpiohs_set_drive_mode(uint8_t pin, gpio_drive_mode_t mode)

参数

返回值

无。

gpio_set_pin

描述

设置GPIO管脚值。

函数原型

void gpiohs_set_pin(uint8_t pin, gpio_pin_value_t value)

参数

返回值

无。

gpio_get_pin

描述

获取GPIO管脚值。

函数原型

gpio_pin_value_t gpiohs_get_pin(uint8_t pin)

参数

返回值

获取的GPIO管脚值。

gpiohs_set_pin_edge

描述

设置高速GPIO中断触发模式。

函数原型

void gpiohs_set_pin_edge(uint8_t pin, gpio_pin_edge_t edge)

参数

返回值

无。

gpiohs_set_irq

描述

设置高速GPIO的中断回调函数。

函数原型

void gpiohs_set_irq(uint8_t pin, uint32_t priority, void(*func)());

参数

返回值

无。

gpiohs_irq_register

描述

设置高速GPIO的中断回调函数。

函数原型

void gpiohs_irq_register(uint8_t pin, uint32_t priority, plic_irq_callback_t callback, void *ctx)

参数

返回值

无。

gpiohs_irq_unregister

描述

注销GPIOHS中断。

函数原型

void gpiohs_irq_unregister(uint8_t pin)

参数

返回值

无。

数据类型

相关数据类型、数据结构定义如下：

·         gpio_drive_mode_t：GPIO驱动模式。

·         gpio_pin_value_t：GPIO值。

·         gpio_pin_edge_t：GPIO边沿触发模式。

gpio_drive_mode_t

描述

GPIO驱动模式。

定义

typedef enum _gpio_drive_mode

{

    GPIO_DM_INPUT,

    GPIO_DM_INPUT_PULL_DOWN,

    GPIO_DM_INPUT_PULL_UP,

    GPIO_DM_OUTPUT,

} gpio_drive_mode_t;

成员

gpio_pin_value_t

描述

GPIO 值。

定义

typedef enum _gpio_pin_value

{

    GPIO_PV_LOW,

    GPIO_PV_HIGH

} gpio_pin_value_t;

成员

gpio_pin_edge_t

描述

高速GPIO边沿触发模式。

定义

typedef enum _gpio_pin_edge

{

    GPIO_PE_NONE,

    GPIO_PE_FALLING,

    GPIO_PE_RISING,

    GPIO_PE_BOTH,

    GPIO_PE_LOW,

    GPIO_PE_HIGH = 8,

} gpio_pin_edge_t;

成员