项目33 密码锁

项目33 密码锁#

1. 项目介绍：

常用的数字按钮传感器，一个按钮就使用一个IO口，而有时我们需要的按钮比较多时，就会占用过多的IO口，为了节省IO口的使用，把多个按钮做成了矩阵类型，通过行列线的控制，实现少IO口控制多个按钮。

在本项目中，我们将来学习ESP32和薄膜4*4矩阵键盘控制舵机和蜂鸣器。

2. 项目元件：

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ESP32*1

面包板*1

舵机*1

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薄膜4×4矩阵键盘*1

USB 线*1

跳线若干

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NPN型晶体管(S8050)*1

有源蜂鸣器*1

1KΩ电阻*1

3. 元件知识：

4×4矩阵键盘： 键盘是一种集成了许多键的设备。如下图所示，一个4x4键盘集成16个键。

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与LED矩阵集成一样，在4x4键盘中，每排键都是用一根引脚连接，每一列键都是一样的。这样的连接可以减少处理器端口的占用。内部电路如下所示。

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使用方法类似于矩阵LED，即使用行扫描或列扫描方法检测每列或每行上的键的状态。以列扫描法为例，向第4列(Pin4)发送低电平，检测第1、2、3、4行电平状态，判断A、B、C、D键是否按下。然后依次将低电平发送到列3、2、1，检测是否有其它键被按下。然后，你可以获得所有键的状态。

4. 读取4*4矩阵键盘的键值：

我们首先使用一个简单的代码读取4*4矩阵键盘的键值并将其打印出来，其接线图如下所示：

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本教程中使用的代码保存在：“…\程序代码\Python_代码”的路径中 。 Img

你可以把代码移到任何地方。例如，我们将代码保存在 D盘 中，路径为D:\2. 项目教程。

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打开 “Thonny” 软件，点击 “此电脑” → “D:” → “2. 项目教程” → “项目33 密码锁”。选择 “keypad.py”，右键单击鼠标选择 “上传到/”，等待 “keypad.py” 被上传到ESP32. 并鼠标左键双击“Project_33.1_4x4_Matrix_Keypad_Display.py”。

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# 导入 keypad 库.
from keypad import KeyPad
import time
# 将键盘模块与ESP32引脚关联. 
keyPad = KeyPad(22, 21, 19, 18, 17, 16, 4, 0)
#调用函数keyPan.scan()来获取所按键的值。一旦得到，就打印出来. 
def key():
    keyvalue = keyPad.scan()
    if keyvalue != None:
        print(keyvalue, end="\t")
        time.sleep_ms(300)
        return keyvalue
            
while True:
    key()

确保ESP32已经连接到电脑上，单击 Img。

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单击 Img，代码开始执行，你会看到的现象是：按下键盘，Thonny IDE下的 “Shell” 窗口将打印对应的键值，如下图所示。按 “Ctrl+C” 或单击 Img 退出程序。

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5. 密码锁的接线图：

在上一实验中，我们已经知道了4×4矩阵键盘的键值，接下来，我们使用4×4矩阵键盘作为键盘来控制舵机和蜂鸣器。

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6. 项目代码：

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你可以把代码移到任何地方。例如，我们将代码保存在 D盘 中，路径为D:\2. 项目教程。

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打开 “Thonny” 软件，点击 “此电脑” → “D:” → “2. 项目教程” → “项目33 密码锁”。选择 “keypad.py”，右键单击鼠标选择 “上传到/”，等待 “keypad.py” 被上传到ESP32. 并鼠标左键双击“Project_33.2_Keypad_Door.py”。

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from keypad import KeyPad
from machine import Pin, PWM
import time

keyPad = KeyPad(22, 21, 19, 18, 17, 16, 4, 0)
servo= PWM(Pin(15)) 
servo.freq(50)
servo.duty(256)
servo.duty_u16(1638)
time.sleep_ms(1000)
activeBuzzer = Pin(2, Pin.OUT)

# 定义数组并设置密码. 
passWord = "1234"
keyIn = ""
def key():
    keyvalue = keyPad.scan()
    if keyvalue != None:
        print('Your input:', keyvalue)
        time.sleep_ms(200)
        return keyvalue

while True:
# 每次按下一个键，蜂鸣器就会短促地鸣叫一声，
# 键的键值将存储在keydata数组中. 
    keydata = key()
    if keydata != None:
        activeBuzzer.value(1)
        time.sleep_ms(100)
        activeBuzzer.value(0)
        keyIn += keydata 
# 当按下4个键时，判断密码是否正确。
# 如果正确，伺服将旋转90度，1秒后再转回来。
# 如果密码输入错误，蜂鸣器会长时间鸣叫一次，并清除keyInNum的值.        
    if len(keyIn) == 4:
        if keyIn == passWord:
            print("passWord right!")
            servo.duty_u16(4915) 
            time.sleep_ms(1000)
            servo.duty_u16(1638)
        else:
            print("passWord error!")
            activeBuzzer.value(1)
            time.sleep_ms(1000)
            activeBuzzer.value(0)
        keyIn = ""

7. 项目现象：

确保ESP32已经连接到电脑上，单击 Img。

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单击 Img，代码开始执行，你会看到的现象是：按键盘输入4个字符的密码，如果输入正确（正确密码：1234），舵机会转动一定角度，然后回到原来的位置。如果输入错误，将发出输入错误警报。按 “Ctrl+C” 或单击 Img退出程序。

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