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Key 按键

1.实验目的​

通过本实验，掌握以下技能：

  • 理解 FPIOA 的作用和使用方法
  • 掌握 GPIO 引脚输入与输出的配置方式
  • 实现通过两个按键控制 LED 灯的点亮和熄灭

2.原理解析​

K230 的引脚功能是通过 FPIOA（灵活外设输入输出阵列）模块进行配置的，用户可以将任意物理引脚映射为所需功能，例如 GPIO 输入/输出、UART、PWM 等。

本实验中：

  • 使用 FPIOA 将引脚 52 设置为 GPIO 输出，连接 LED；
  • 使用 FPIOA 将引脚 46 和 47 设置为 GPIO 输入，接入两个按键；
  • 按下 GPIO46，点亮 LED；
  • 按下 GPIO47，熄灭 LED。

我们可以通过查看原理图看到两个按键连接的GPIO。

image-20260605093755373

按键在硬件上的位置：

image-20260605094242470

3.代码解析​

from machine import Pin, FPIOA
  • 从 machine 模块中导入 Pin 和 FPIOA 类。
  • Pin 用于操作 GPIO 引脚（设置输入、输出、读取电平等）
  • FPIOA 用于将物理引脚映射到不同的功能（例如普通 GPIO、UART、PWM 等）
import time
  • 导入 time 模块，用于延时（如消抖或避免主循环过快）
fpioa = FPIOA()
  • 创建一个 FPIOA 实例对象，用来配置引脚映射关系。

设置 LED 引脚功能（多个）​

io_pins = [5, 13, 12, 33, 2, 28, 26]
for pin_num in io_pins:
    gpio_func = getattr(FPIOA, f'GPIO{pin_num}')
    fpioa.set_function(pin_num, gpio_func)
  • 定义 LED 使用的物理引脚列表 io_pins。
  • 遍历每个引脚号，通过 getattr 动态获取对应的 GPIO 功能常量（例如 FPIOA.GPIO5）。
  • 调用 fpioa.set_function() 将物理引脚映射为同号的 GPIO 功能。

设置按键引脚功能（多个）​

key_pins = [14, 18, 29, 27]
for pin_num in key_pins:
    gpio_func = getattr(FPIOA, f'GPIO{pin_num}')
    fpioa.set_function(pin_num, gpio_func)
  • 定义按键使用的物理引脚列表 key_pins。
  • 同样为每个按键引脚映射为对应的 GPIO 功能。

实例化 LED 对象（多个）​

leds = []
for pin_num in io_pins:
    led = Pin(pin_num, Pin.OUT, pull=Pin.PULL_NONE, drive=7)
    led.value(1)      # 初始熄灭（高电平熄灭，假设低电平点亮）
    leds.append(led)
  • 创建空列表 leds 存储 LED 对象。
  • 遍历 LED 引脚号：
    • 创建 Pin 对象，设置为 输出模式（Pin.OUT），无上下拉（Pin.PULL_NONE），驱动能力 7（最大）。
    • 初始输出高电平 1（熄灭），因为假设 LED 低电平点亮。
    • 将对象添加到 leds 列表。

实例化按键对象（多个）​

keys = []
for pin_num in key_pins:
    key = Pin(pin_num, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
    keys.append(key)
  • 创建空列表 keys 存储按键对象。
  • 遍历按键引脚号：
    • 创建 Pin 对象，设置为 输入模式（Pin.IN），并开启 上拉电阻（Pin.PULL_UP）。
    • 未按下时读取值为 1，按下时读取值为 0（因为按键另一端接地）。
    • 将对象添加到 keys 列表。

主循环：持续监测按键并控制 LED​

while True:
    any_pressed = False
    for key in keys:
        if key.value() == 0:   # 检测到按下（低电平）
            any_pressed = True
            break

    if any_pressed:
        # 点亮所有 LED（输出低电平）
        for led in leds:
            led.value(0)
        print("所有 LED 点亮")
    else:
        # 熄灭所有 LED（输出高电平）
        for led in leds:
            led.value(1)
        print("所有 LED 熄灭")

    time.sleep_ms(50)   # 延时 50ms，消抖并避免打印过快
  • 无限循环，持续检测按键状态。
  • 遍历所有按键对象，调用 key.value() 读取电平：
    • 如果任意按键读值为 0（按下），则设置 any_pressed = True 并跳出检测循环。
  • 根据 any_pressed 决定 LED 行为：
    • True（有按键按下）：遍历 leds，将每个 LED 输出 低电平 0（点亮）。
    • False（所有按键松开）：遍历 leds，将每个 LED 输出 高电平 1（熄灭）。
  • 打印状态信息（可选）。
  • time.sleep_ms(50) 延时 50 毫秒，起到简单消抖作用，同时避免串口打印过快。

4.示例代码​

'''
本程序遵循GPL V3协议, 请遵循协议
实验平台: DshanPI CanMV
开发板文档站点	: https://eai.100ask.net/
百问网学习平台   : https://www.100ask.net
百问网官方B站    : https://space.bilibili.com/275908810
百问网官方淘宝   : https://100ask.taobao.com
'''
from machine import Pin, FPIOA
import time

# ========== 初始化 FPIOA 并映射功能 ==========
fpioa = FPIOA()

# 需要控制的 LED 引脚列表（物理引脚号 -> 映射到同号 GPIO）
io_pins = [5, 13, 12, 33, 2, 28, 26]
for pin_num in io_pins:
    gpio_func = getattr(FPIOA, f'GPIO{pin_num}')
    fpioa.set_function(pin_num, gpio_func)

# 按键引脚映射（物理引脚 -> GPIO）
key_pins = [14, 18, 29, 27]
for pin_num in key_pins:
    gpio_func = getattr(FPIOA, f'GPIO{pin_num}')
    fpioa.set_function(pin_num, gpio_func)

# ========== 初始化设备 ==========
# 初始化所有 LED 为输出，默认高电平（熄灭，假设低电平点亮）
leds = []
for pin_num in io_pins:
    led = Pin(pin_num, Pin.OUT, pull=Pin.PULL_NONE, drive=7)
    led.value(1)      # 初始熄灭（高电平）
    leds.append(led)

# 初始化按键：上拉输入，按下时读取值为 0，松开为 1
keys = []
for pin_num in key_pins:
    key = Pin(pin_num, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
    keys.append(key)

# ========== 主循环 ==========
while True:
    # 检查是否有任意按键被按下（值为 0）
    any_pressed = False
    for key in keys:
        if key.value() == 0:
            any_pressed = True
            break

    # 根据按键状态控制所有 LED
    if any_pressed:
        # 按下任意键 → 点亮所有 LED（低电平）
        for led in leds:
            led.value(0)   # 修改点：点亮为 0（低电平）
        print("所有 LED 点亮")
    else:
        # 所有按键松开 → 熄灭所有 LED（高电平）
        for led in leds:
            led.value(1)   # 修改点：熄灭为 1（高电平）
        print("所有 LED 熄灭")

    # 延时消抖，避免打印过快
    time.sleep_ms(50)

4.实验结果​

连接开发板后在CanMV IDE K230中运行示例代码：

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运行完成后，按下Key1/Key2/Key3/Key4会使LED灯点亮，松开任意键会使LED灯点亮。