4位机械按键模块带SK6812幻彩LED
38 2025-07-26 10:50
下面把 4 个按键 S1~S4 对应的 4 个上拉电阻 R1~R4(10 kΩ 接在 VCC 与 IO 口之间)为例,分两种情况说明 IO 口(也就是电阻下端)的电压变化。所有按键都是“一端接 IO 口,另一端接地”的典型上拉+下拉结构。
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按键松开(未按下)
电阻、IO 口与 VCC 之间形成通路,几乎没有电流,因此电阻两端几乎没有压降。
→ IO 口电压 ≈ VCC(5 V 或 3.3 V,取决于你系统的 VCC)。
→ 电阻两端电压 ≈ 0 V。 -
按键按下
IO 口被按键直接拉到地,形成 “VCC → 电阻 → 地” 的闭合回路,电流 I = VCC / 10 kΩ(例如 5 V → 0.5 mA)。
这 0.5 mA 在 10 kΩ 上产生压降:
→ 电阻两端电压 = 10 kΩ × 0.5 mA = 5 V(或 3.3 V)。
→ IO 口电压 ≈ 0 V(逻辑低电平)。
一句话总结:
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松开:IO 口≈VCC,电阻两端≈0 V;
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按下:IO 口≈0 V,电阻两端≈VCC。
电阻在这里起到的作用是什么?应该选大电阻还是小电阻?
电阻在这里扮演的角色是 上拉电阻,核心任务只有两件:
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给 IO 口一个确定的高电平
按键松开时,把 IO 口拉到 VCC,防止悬空(floating)而引入干扰。 -
限制电流
按键按下时,把 VCC 到地这条回路的电流限制在一个安全值,避免短路烧毁器件或电源。
选大还是选小?
表格
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电阻值 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
---|---|---|---|
大电阻(> 100 kΩ) | 待机电流极小,功耗低 | 抗干扰差,上升沿慢,易受噪声或潮湿影响 | 电池供电、超低功耗设备 |
小电阻(< 1 kΩ) | 抗干扰强,上升沿快 | 按键按下时电流大(5 V 下 5 mA 以上),功耗高 | 工业现场、长线、强干扰环境 |
10 kΩ 左右(典型值) | 折中:电流 0.5 mA@5 V,功耗低,抗干扰够 | —— | 绝大多数单片机/树莓派/Arduino 场景 |
结论
• 这份模块用 10 kΩ 已经是“万金油”值:功耗低、抗干扰够用,对 3.3 V/5 V 系统都合适。
• 如果你的系统要求极端省电,可以换 100 kΩ;如果布线很长、环境干扰大,可降到 4.7 kΩ 甚至 1 kΩ,但要核算功耗是否在电源承受范围内。
• 如果你的系统要求极端省电,可以换 100 kΩ;如果布线很长、环境干扰大,可降到 4.7 kΩ 甚至 1 kΩ,但要核算功耗是否在电源承受范围内。
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