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彬Ben
03月06日

生活创客系列教学设计:第六节 智能控制小灯与门铃——分支结构

一、项目内容

项目背景:人来了开灯,人离开了关灯,这在很多场景都见过的。掌控板可以通过什么输入设备感知有人到来吗?当有客人来时,我们可以怎么欢迎呢?

项目名称:按钮控制小灯、门铃,人体感应模块控制设备

二、学习目标

1.区分顺序结构、分支结构;

2.能使用分支结构根据条件控制小灯与门铃;

3.掌控板与扩展板连接;

4.使用人体感应模块控制LED灯的开关;

三、知识导航

1.什么是顺序机构、分支结构?

2.掌控板的扩展板的作用是什么?

3.什么是人体感应模块?它的工作原理是怎样的?

4.双联开关与应用;

5.随机数的产生与应用;

四、知识链接

1.顺序结构、分支结构与循环结构

顺序结构的程序设计是最简单的,只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就行,它的执行顺序是自上而下,依次执行。

顺序结构的程序虽然能解决计算、输出等问题,但不能做判断再选择。对于要先做判断再选择的问题就要使用分支结构。分支结构的执行是依据一定的条件选择执行路径,而不是严格按照语句出现的物理顺序。分支结构的程序设计方法的关键在于构造合适的分支条件和分析程序流程,根据不同的程序流程选择适当的分支语句。分支结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算,设计这类程序时往往都要先绘制其程序流程图,然后根据程序流程写出源程序,这样做把程序设计分析与语言分开,使得问题简单化,易于理解。



2.主控板的扩展板的作用

市场上掌控板的扩展板有好几款,一般都是插入掌控板将其I/O口引出,提供统一的接口,方便连接多个传感器。

3.红外热释电运动传感器

红外热释电运动传感器能检测运动的人或动物身上发出的红外线,输出开关信号,可以应用于各种需要检测运动人体的场合。

热释电红外传感器在结构上引入场效应管,其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片,并在它的两面镀上金属电极,然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元。

4.双联开关

双联开关又称双控开关。这两条电路保证当任意一个开关状态改变,可以使中间连接的电器和电源在开路/断路状态切换。在模拟双联开关电路中,主控板连接两个按钮,按任意一个按钮都可以进行开/关切换。

5.随机数与随机函数

随机数是随机(不固定、非指定)得到一定数值范围内的某个数值。

随机函数就是产生数的函数。如:利用随机函数得到1-10范围内的一个整数;利用随机函数得到0-1内的某个小数。

五、学习过程

1.顺序结构:触摸按键响门铃,LED灯亮灯3秒

(1)加入P键触摸事件,当P键被触摸时,执行里面的语句块;


(2)在P键被触摸事件里加入设置RGB灯颜色为红色;


(3)在P键被触摸事件里加入播放音乐“BA_DING”;


(4)等待3秒后,关闭RGB灯;


(5)当触摸键P被触摸时的完成程序:


2.分支结构:当N键被触摸时,视变量LedFlag的值确定RGB灯的开与关。

(1)创建变量“LedFlag”,并设为0:


(2)当N被触摸时,判断表达式 LedFlag==0是否成立。如果成立(真),则执行两行语句:a.将变量LedFlag设为1(为下次判断关灯做准备);b.将RGB灯设为白色;否则执行以下两行语句:a.将变量LedFlag设为0(为下次判断开灯做准备);b.关闭RGB灯。


3.智能走廊灯硬件连接:安装掌控板的扩展板,在扩展板的P1接口连接人体感应传感器;




4.智能走廊灯编程控制:人体传感器与分支结构控制。人体感应传感器感应到人体移动,P1的电平为1,将RGB灯设为白色;否则,关闭RGB灯。


六、项目拓展

1.拓展1:修改上周的倒计时程序:当时间为0时结束倒计时,并播放1拍的声音;

2.拓展2:在掌控板扩展板连接两个按钮,实现双联开关。将两开关放置两边,按任意一个开关,灯切换开、关。

3.拓展3:使用“摇一摇”功能,摇出随机数0、1、2,并根据数字令对应的rgb灯亮;






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