2. LED指示灯和按钮模块(Grove接口)¶

LED指示灯和按钮模块是最简单、最常用的一种I/O接口。

该模块上有两个LED指示灯，分别为红色和绿色。其中红色LED指示灯是可编程控制的，不仅可以用程序控制这个红色LED的亮/灭，也可以控制其亮度(PWM方式)。绿色LED指示灯的亮/灭与按钮的状态完全同步，当按钮被按下时，绿色LED自动亮起，当按钮释放时，绿色LED自动熄灭。 LED指示灯和按钮模块的电路原理图如下图所示。

Note

当按钮被按下时，绿色LED亮起；当按钮释放时，绿色LED灭掉。你可以使用欧姆定律分析上面电路图中R4和DE2支路，即可验证这一现象
红色LED亮/灭与LEDout信号电平有什么关系呢？根据上面的分析，当LEDout信号为低电平时，红色LED亮；高电平时，红色LED灭
使用PWM信号控制红色LED的亮度。PWM信号是一种固定周期但高电平宽度可变的数字信号，如下图所示。高电平宽度越宽，红色LED亮度越低；反之，越亮

Note

按钮按下时，BtnIn信号为低电平
按钮释放时，BtnIn信号为高电平

2.1. LED指示灯和按钮模块的技术参数¶

LED指示灯和按钮模块，由红色和绿色2颗LED、轻触按钮组成，采用4线Grove接口。

LED颜色	红(可编程的)、绿(与按钮状态同步)
LED规格	2.0x0.8mm
LED总数	2颗(一个可编程，一个与按钮状态同步)
按钮	1个(被按下时为低电平，释放时为高电平)
LED亮度	可调(PWM方式)
电气接口	Grove
接口逻辑	3.3V/5V
供电电压	3～5V
供电电流	100%亮度时最大10mA
外型尺寸	20x20x15mm
重量	5g

2.2. LED指示灯和按钮模块的用法¶

LED指示灯和按钮模块的电气接口采用4线(2mm间距)Grove接口，4个引脚的名称和功能如下：

1	Gnd	电源地线
2	Vdd	电源正极
3	BtnIn	按钮状态信号
4	LEDout	红色LED控制信号

2.3. Scratch编程控制LED指示灯和按钮模块的积木块¶

在Scratch图形化编程环境，共有4种积木块用于对LED指示灯和按钮模块进行编程。

1. 让LED指示灯和按钮模块上的红色LED亮/灭

2. 控制LED指示灯和按钮模块上的红色LED亮度

3. 获取LED指示灯和按钮模块上的按钮状态

4. 当LED指示灯和按钮模块上的按钮被点击时/被长按时/被释放时/处于释放状态时

2.4. Arduino编程控制LED指示灯和按钮模块的(C/C++)API¶

1. 控制LED指示灯和按钮模块上的红色LED亮/灭

void digitalWrite(P2, LOW); // 让红色LED亮 void digitalWrite(P2, HIGH); // 让红色LED灭

功能: 控制LED指示灯和按钮模块上的红色LED亮/灭参数1: 指定与红色LED连接的MCU的I/O引脚编号参数2: 指定红色LED的控制电平：LOW/亮；HIGH/灭返回值: none

2. 控制LED指示灯和按钮模块上的红色LED亮度

void pwmWrite(P2, 20); // 红色较亮 void pwmWrite(P2, 255); // 让红色LED灭

依赖库: PWM_ESP.h 功能: 控制LED指示灯和按钮模块上的红色LED亮度参数1: 指定与红色LED连接的MCU的I/O引脚编号参数2: 指定红色LED的亮度，有效值：0(最亮) ~ 255(灭) 返回值: none

3. 获取LED指示灯和按钮模块上的按钮状态

boolean digitalRead(P3); // 读取按钮状态

功能: 获取LED指示灯和按钮模块上的按钮状态参数1: 指定与红色LED连接的MCU的I/O引脚编号返回值: bool型状态，LOW/被按下状态；HIGH/释放状态

4. 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否处于被按下状态

boolean btn.isPressed(); // 按钮被点击？

依赖库: Button.h 功能: 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否处于被按下状态参数1: none 返回值: bool型状态，true/被按下的状态；false/未被按下

5. 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否处于释放状态

boolean btn.isReleased(); // 按钮被释放？

依赖库: Button.h 功能: 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否处于释放状态参数1: none 返回值: bool型状态，true/处于释放状态；false/未被释放

6. 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否被按下过

boolean btn.wasPressed(); // 按钮被按下过？

依赖库: Button.h 功能: 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否被按下过参数1: none 返回值: bool型状态，true/被按下过；false/未被按下过

7. 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否被释放过

boolean btn.isReleased(); // 按钮被释放？

依赖库: Button.h 功能: 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否被释放过参数1: none 返回值: bool型状态，true/被释放过；false/未被释放过

8. 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否被按下且超过指定时间

boolean btn.pressedFor(uint32_t t); // 按钮被按下且超过指定时间吗？

依赖库: Button.h 功能: 检查LED指示灯和按钮模块上的按钮是否被按下且超过指定时间参数1: 指定被按下的时间，时间单位为ms 返回值: bool型状态，true/被按下且超过指定时间；false/未被按下或被按下但未超过指定时间

2.5. 在Scratch环境使用LED指示灯和按钮模块¶

应用示例1:

我们浏览器中打开易造云平台 (https://www.ezaoyun.com/)，在主页面的工具栏中选择 Scratch 将会打开在线版 Scratch编程环境。这个在线版Scratch编程环境不仅完全兼容MIT版的Scratch3，还支持硬件编程。换句话说，你可以使用自己熟悉的Scratch图形化编程语言进行编程来控制计算机硬件，与计算机硬件交互。譬如，我们可以用Scratch编程控制条状LED显示器。

首先，我们看看Scratch编程环境中的LED指示灯和按钮的积木块位置。在Scratch编程环境的角色选择区，点击“硬件”标签，然后点击“添加硬件”标签，在打开的硬件选择窗口中选择 BlueBox4(蓝盒4) 。这一步操作类似于“添加角色”。接着，打开“显示器“积木抽屉，滚动鼠标滑轮，你将会看到”LED指示灯和按钮“类积木块，其中包含有4种不同功能的积木块，如前所述。

然后，我们来看一个简单的LED指示灯和按钮应用示例，按下一次按钮，切换一次红色LED的亮和灭。编程之前，我们首先连接好电路：用专用4芯线将LED指示灯和按钮与 BlueBox4(蓝盒4) 主控制器的(P2和P3)插座连接；然后使用USB数据线将主控制器与编程的电脑连接。

本示例的Scratch积木块程序如下图。

当你把本例程序编写完毕后，按上图的数字指定的步骤，将本示例程序下载到 BlueBox4(蓝盒4) 主控制器。动手试一试吧！

Note

偶数和奇数，能被2整除的整数为偶数，否则为奇数
余数，整数除法中被除数未被除尽部分，且余数的取值范围为0到除数之间(不包括除数)的整数
任意整数除以2的余数等于1或0。偶数除以2的余数为0，奇数除以2的余数为1

上述示例中用到“判断是否为偶数/奇数”，我们采用“除以2的余数”方法。

2.6. 在Arduino环境使用LED指示灯和按钮模块¶

如果你已经安装 Arduino IDE 1.8x 只需要安装 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP(板级支持包)即可实现下面的示例。

复制下面的 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP链接： https://www.ezaoyun.com:8888/hardware/bluebox4/package_bluebox4_index.json

并根据下图提示的过程维护BSP URL

然后启动Arduino的“开发板管理器”，步骤如下图所示。

在弹出的”Arduino开发板管理器”窗口的搜索栏输入“BlueBox”，然后选择安装BlueBox4。

当你安装好 BlueBox4(蓝盒4) 的BSP之后，你就可以使用PWM库和Button库。

应用示例2:

实现本示例需要你首先使用专用4芯线将LED指示灯和按钮模块与 BlueBox4(蓝盒4) 的(P2和P3)插座连接。程序下载到 BlueBox4(蓝盒4) 主控制器后，你短按按钮将会改变红色LED的亮度，长按按钮将熄灭红色LED，再次短按按钮时又可以点亮红色LED并调节其亮度。

该示例程序的源码如下：

#include <PWM_ESP.h> #include <Button_ESP.h> uint8_t ledPin = P2, btnPin = P3; // (P2, P3) Button btn=Button(btnPin); uint8_t ledBrightness = 0; void setup() {

Serial.begin(115200); Serial.println(“demo of the PWM and Button Class”); ledBrightness = 0; // turn on red LED pinMode(ledPin, OUTPUT); pwmWrite(ledPin, ledBrightness);

}

void loop() {

btn.read(); // this sentance must be located into main loop if ( btn.isPressed() ) {

Serial.println(“Pressed”);

} if ( btn.isReleased() ) {

Serial.println(“Released”);

} if ( btn.wasPressed() ) {

Serial.println(“my button be pressed”); ledBrightness += 10; pwmWrite(ledPin, ledBrightness);

} if ( btn.wasReleased() ) {

Serial.println(“my button be releassed”);

} if ( btn.pressedFor(2000) ) {

Serial.println(“my button be pressed for 2s”); ledBrightness = 255; pwmWrite(ledPin, ledBrightness);

}

}

PWM信号发生器是大多数MCU或CPU的Timer和GPIO的常用单元，由于 BlueBox4(蓝盒4) 的GPIO引脚并不具备直接输出PWM 信号功能，为此我们需要专门引用”PWM_ESP.h”库来实现该目的。