【NanoPi M2试用体验】我的"潘多拉魔盒" 7——遥控器按键电平检测电路改进设计

电路

本帖最后由辉哥的歌于 2016-5-31 15:09 编辑

1 电平检测问题

在第5讲“我的‘潘多拉魔盒’5— 简易遥控器开发中，完成了项目的简易遥控器的硬件连接和按键控制的软件程序开发。然而在进一步测试的时候，出现了输入电平跳变的问题。按键在不按的时候，对应引脚的电平发生间隔性跳变，如图1所示。GPIO31 (pin63) 在按键不按时发生高低电平跳动现象，如画红线的部分就是检测到的由高电平跳到低电平的情况。

这种现象将直接影响小车的控制质量，会发生小车在不控制时出现步进行驶情况。因此，必须要解决这个问题。原本以为是NanoPi M2的引脚驱动没写好有bug,但检查几遍发现貌似不是软件程序问题。经过返查电路和思考，我发现我的按键电路设计出现了一个Bug：

按键状态：（1）低电平；（2）空。因为按键不按时，对应引脚悬空，按下时给低电平。

图1 按键不按时输入引脚电平间隔性跳变

按键引脚连接如图2所示：

图2 按键不按时对应引脚悬空无输入

为了解决这个问题，需要进行按键电路改进设计，达到如下目的：

序号	操作	引脚状态
（1）	按键松开	低电平
（2）	按键按下	高电平

2 按键改进电路

要改进电路设计首先得明白什么是高电平和低电平，由于NanoPi采用的是TTL电平定义方式，如下所示：

输入输出类型	高电平	低电平
输出	>2.4V	<0.4V
输入	>=2.0V	<=0.8V

按键操作为输入操作，只要输入电压低于0.8V就是低电平，输入电压高于2.0V就是高电平。因此，采用电阻分压的方式，让按键松开时依然形成通路，而不是悬空状态，只要将输入NanoPi对应引脚的电压低于0.8V即可，对应原理如图3所示。当按键按下时，将电阻部分短路，而直接将3.3V引入GPIO32引脚；当按键松开时，接GPIO的引脚电压为R2两端的电压，只要选择合理的电阻就能实现低电平输入，R1选择一个大电阻，R2选择一个小电阻，只要满足如下表达式即可：

由于我手头电阻有限，这里R1选择了470kΩ的色环电阻，R2选择了10Ω的色环电阻，显然是满足要求的。

图3 按键改进设计原理

改进之后的局部连接电路如图4所示：

图4 改进后连接示意图

改进后硬件连接情况如图5所示：

图5 改进后硬件连接测试图

3 设计改进后测试

完成电路设计改进后，连接NanoPi M2进行测试，选用GPIO31为按键输入引脚，GPIO30为LED灯输入引脚，要求：GPIO31为高电平时，LED灯点亮；GPIO31为低电平时，LED灯熄灭。并测试按键松开时LED灯是否闪烁，若不闪烁说明改进成功。

试验结果如图6-8所示：

图6 按键不按时输入电平不再发生跳变

图7 按键按下时灯亮输入电平无跳变

按键不按时：LED灯不亮，GPIO31和30电平都为0，且不再发生跳变；

按键按下时：LED灯点亮，GPIO31和30电平都为1，也没有发生跳变；

所以，遥控器的设计改进很成功。

图8 改进后按下按键点亮LED灯

试验过程所采用的开发环境为Geany，采用的语言为Python语言，如图9所示。程序代码如图10所示。

图9 在Geany开发环境下用Python语言

图10 试验测试Python程序

4 总结

至此第7讲结束，完成了遥控器按键电平检测电路改进设计，使得按键能够实现稳定的控制。下一节将正式进行无线通信的开发，通过NanoPi M2与小车控制器进行无线通信从而控制小车的运动。

2016-7-5 20:17:01

你好，请问你有遇到cleanup不好用的情况么
代码如下
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:UTF-8 -*-
mport gpio
gpio.setup(62,'out')
gpio.set(62,1)
print('See you!')
gpio.cleanup(62)