创意智造第7课 模拟智能抢答器（按钮）课件-2025-2026学年暑期创客培训

创意智造第7课 模拟智能抢答器（按钮） 信息科技暑假夏令营培训 授课教师：君君 目录 数字大按钮模块 数字蜂鸣器 数字触摸传感器 按钮控制LED和蜂鸣器 数字按钮抢答器 情景导入 同学们，在知识竞赛、抢答知识竞赛的比赛中，大家最担心什么问题？ 没错！在没有抢答器的情况下，只靠举手示意的抢答方案，多人同时举手、分不清谁举手、拍手抢答，老师肉眼很难分辨先后，容易产生争议。 所以在专业竞赛里，都会使用智能电子抢答器： 主持人统一开启抢答权限，没开始按的全部无效； 谁最先按下按钮，设备立刻识别、灯光提示、声音提醒， 并且自动锁定系统，后面再按全部无效，保证比赛绝对公平。 数字大按钮模块 按钮 数字大按钮是数字输入模块，相当于电子开关，用来向主控板发送 “按下 / 松开” 信号，当数字按钮按下，模块输出数值1， 可以通过串口输出，当数字按钮松开时，模块输出 数字0，通过串口输出。 信号模拟输出： 按钮按下——OUT输出1（高电平） 按钮松开——OUT输出0（低电平） 按钮 引脚说明 标号 引脚 引脚说明 1 VCC 电源正极 2 GND 电源负极 3 D 模块数字信号输出 连接规则： 数字大按钮连接到aduino uno的数字引脚D2； LED模块连接到aduino uno 的数字引脚D4； LED除了mind+的内置模块外，还可以使用引脚输出的高低电平控制LED灯的亮灭。 按钮 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 数字大按钮 X1 LED模块 X1 3P杜邦线若干 思考：在aduino uno连接了数字大按钮之后， 再连接LED模块，按钮控制LED的亮灭。 按钮 按钮 前面的程序，当按钮按下时，LED灯就亮；当松开按钮时，LED灯就熄灭了。 思考：现在需要做一个按钮控制LED灯的程序，当按钮第一次按下时，LED灯就一直亮，当按钮第二次按下时，按钮就熄灭。 按钮 将【灯状态】设为0 重复无限执行 如果 D2=1 如果 灯状态=0 灯状态设为1 D4高电平 否则 灯状态设为0 D4低电平 等待0.3秒 数字蜂鸣器模块 有源蜂鸣器 蜂鸣器分为两种，一种是有源蜂鸣器，另外一种是无源蜂鸣器。 有源蜂鸣器是一种数字输出执行器，通电就能发出固定音调的声音，常用于作品声音提醒、报警提示。 无源蜂鸣器也是一种数字输出执行器，它不能直接通电发声！需要输入不断变化的方波信号（频率）。通过改变频率，可以发出高低不同音调，能够播放乐曲。适合制作电子琴、音乐播放器、八音盒、旋律提醒装置。 有源蜂鸣器 引脚说明： 标号 名称 功能描述 1 GND 电源负极 2 VCC 电源正极 3 SIGNAL 数字信号线 蜂鸣器模块根据输入信号的不同来控制蜂鸣器，其机制如下： 输入“开”或“1”，蜂鸣器鸣叫。 输入“关”或“0”，蜂鸣器停止鸣叫。 当使用数字信号控制蜂鸣器模块时， 输入高电平，蜂鸣器开始鸣叫；输入低电平，蜂鸣器停止鸣叫。 有源蜂鸣器 硬件： aduino uno r3 X1 uno 扩展板 X1 有源蜂鸣器 X1 3P杜邦线（若干） 连接规则： 有源蜂鸣器连接到aduino uno的D3引脚。 有源蜂鸣器 数字触摸传感器 数字触摸传感器 这是一个基于电容感应的触摸开关模块。人体或金属在传感器金属面上的直接触碰会被感应到。 除了与金属面的直接触摸，隔着一定厚度的塑 料、玻璃等材料的接触也可以被感应到，感应灵敏 度随接触面的大小和覆盖材料的厚度有关。 数字触摸传感器 引脚说明： 标号 引脚 功能说明 1 GND 电源正极 2 VCC 电源负极 3 D0 数字信号输出 连接规则： 数字触摸传感器连接到aduino UNO的D2引脚 单色LED灯连接到aduino UNO的D3引脚。 当手指触摸到数字触摸传感器后： 触摸后传感器持续输出数字1； 没有触摸传感器持续输出数字0. 数字触摸传感器 硬件： aduino UNO R3 X1 uno 扩展板 X1 数字触摸传感器 X1 单色LED灯 X1 3P杜邦线（若干） 数字触摸传感器 按钮控制LED和蜂鸣器 防盗展示台功能介绍 防盗展示台硬件和连接 防盗展示台流程图 防盗展示台代码 按钮控制LED和蜂鸣器——防盗展示台 项目：防盗展示台 功能：物品放在按钮上面，相当于按钮被按下，LED灯和蜂鸣器都不会启动；当物品离开展厅，相当于松开按钮，LED灯闪烁，有源蜂鸣器间歇发出 “滴滴” 报警声。 核心逻辑： 按钮按下（高电平）= 物品在位：关闭 LED、关闭蜂鸣器； 按钮松开（低电平）= 物品被盗：LED 亮灭交替闪烁，蜂鸣器同步间歇鸣叫。 按钮控制LED和蜂鸣器——防盗展示台 硬件: aduino uno r3 X1 UNO 扩展板 X1 数字大按钮 X1 单色LED模块 X1 有源蜂鸣器 X1 连接规则： 数字大按钮连接到aduino uno的D2引脚； 单色LED模块连接到aduino uno的D13引脚； 有源蜂鸣器连接到aduino uno的D9引脚。 按钮控制LED和蜂鸣器——防盗展示台 1.数字输出 D13 → 低电平（初始关灯） 2.数字输出 D9 → 低电平（初始静音） 3.重复执行：（while死循环） 条件判断：如果数字读取 D2 == 高电平 执行：数字输出 D13 → 低电平 执行：数字输出 D9 → 低电平 否则（按钮松开，触发报警）： 数字输出 D13 → 高电平（LED 亮） 数字输出 D9 → 高电平（蜂鸣响） 等待0.5S 数字输出 D13 → 低电平（LED 灭） 数字输出 D9 → 低电平（蜂鸣停） 等待0.5S 按钮控制LED和蜂鸣器——防盗展示台 数字按钮抢答器 数字按钮抢答器功能介绍 数字按钮抢答器硬件和连接 数字按钮抢答器流程图 数字按钮抢答器代码 数字按钮抢答器 项目：两队竞赛抢答器 项目详情：A、B两队在抢答前，主持人触摸数字触摸传感器开启抢答允许、复位系统；A、B两组选手按下大按钮进行抢答；最先按下的队伍对应 LED 亮起，蜂鸣器发声，锁定抢答；其他按钮暂时失效。 核心逻辑： 触摸数字触摸传感器，实现「开启抢答权限 / 复位系统」双重功能 A、B 两队各配 1 个大按钮、1 个对应 LED 灯 主持人开启抢答后，最先按下按钮的队伍对应 LED 常亮、蜂鸣器发出提示音，系统自动锁定抢答通道，另一队按钮暂时失效 LCD1602 屏幕实时显示当前状态（就绪 / 开始抢答 / 某队抢答成功） 数字按钮抢答器 通过两个布尔状态变量实现完整规则，是本项目的编程核心： 允许抢答：主持人总开关，初始值为「假」，主持人触摸后变为「真」 抢答锁定：抢答成功锁死通道，初始值为「假」，有队伍抢答成功后变为「真」 程序执行逻辑 循环检测主持人触摸按键： 若当前未开启抢答、也未锁定：触摸后开启抢答权限，屏幕显示「开始抢答！」 若已有抢答结果：触摸后复位系统（熄灭 LED、停止蜂鸣、重置变量、屏幕回到就绪状态） 仅当「允许抢答 = 真 且 抢答锁定 = 假」时，才检测两队按钮： A 队先按下：A 队 LED 亮、蜂鸣器响、锁定抢答、屏幕显示「A 队抢答成功」 B 队先按下：B 队 LED 亮、蜂鸣器响、锁定抢答、屏幕显示「B 队抢答成功」 锁定后，另一队按钮不再响应，直到主持人复位。 数字按钮抢答器 硬件： Arduino uno r3 X1 数字大按钮模块 X2 单色 LED 灯 X2 有源蜂鸣器 X1 数字触摸传感器 X1 IIC 接口 LCD1602 液晶屏 X1 3P、4P 杜邦线若干 连接规则： 数字触摸传感器连接到aduino uno的D2引脚； A队数字大按钮连接到aduino uno的D3引脚； A队LED灯连接到aduino uno的D11引脚； B队数字大按钮连接到aduino uno的D4引脚； B队LED灯连接到aduino uno的D12引脚； 有源蜂鸣器连接到aduino uno的D9引脚； IIC LCD1602连接到aduino uno的IIC引脚 数字按钮抢答器 死循环前对变量、屏幕、LED灯和蜂鸣器进行初始化设置： 新建变量”允许抢答”，初始值设为：假 新建变量”抢答锁定”，初始值设为：假 初始化LCD1602 IIC（串口地址默认） 设置引脚D11、D12、D9为输出模式，D2、D3、D4为输入模式 数字输出D11、D12、D9均为低电平（初始关闭） LCD 清屏； 打印come go(无法显示中文，抢答器就绪使用：come go替代) 数字按钮抢答器 主循环积木：（第一部分：主持人触摸按键控制） 条件判断：如果数字读取D2==高电平 等待0.5秒（按键消抖） 嵌套判断：如果“允许抢答==假”and“抢答锁定==假” 设置 允许抢答=真 LCD 清屏，打印“go！”(无法显示中文，允许抢 答使用：go替代) 否则（执行复位） 设置“允许抢答=假” 设置“抢答锁定=假” 数字输出D11、D12、D9 →低电平 LCD 清屏，打印come go！ 数字按钮抢答器 第二部分：两队抢答检测 条件判断：如果”允许抢答==真”and”抢答锁定==假” 嵌套判断 1：如果数字读取D3==高电平（A 队按下） 设置”抢答锁定=真” 数字输出:D11→高电平（A 灯亮） 数字输出:D9→高电平（蜂鸣响） 等待2S 数字输出D9→低电平（蜂鸣停，LED保持常亮） LCD清屏，打印“A 队抢答成功” 数字按钮抢答器 嵌套判断 2：如果数字读取D4==高电平（B 队按下） 设置“抢答锁定=真” 数字输出:D12→高电平（B 灯亮） 数字输出:D9→高电平（蜂鸣响） 等待2S 数字输出:D9→低电平 LCD 清屏，打印”B 队抢答成功“ 感谢聆听！ 信息科技暑假夏令营培训 授课教师：君君 $