步驟1：零件列表

為了便于指導，我正在使用以下零件：

您可能需要這些

二進制手輪或指輪開關。這些可以在在線的主要電子商店購買，或者如果您在科羅拉多州，請查看Boulder的J.B. Saunders。他們便宜地買了它們！

無焊面包板

烙鐵，焊料，連接線（我使用24規(guī)格絞線是因為它非常易彎曲）

AVR微控制器

我正在使用ATmega328p，它位于Modern Device裸露的主板上

我正在使用USB BUB對AVR進行編程

可選

四個LED（用于說明編碼）

四個電阻（用于LED。我使用了我已經在板凳上擺了200歐姆（我很懶惰 2 ））

現(xiàn)代設備］

如果您要使用四個二極管關于將反向極性插入MCU引腳的偏執(zhí)狂

一些用于編寫或編譯固件的東西

我使用AVR Studio 4.16 SP1，但是您也可以使用：

Windows

WinAVR進行Windows AVR開發(fā)

FreeBSD/Linux（其他* NIX變體）

pkg_add -r avr-gcc -or- cd /usr/ports/devel/avr-gcc/ && make install clean pkg_add -r avr-libc pkg_add -r avr-gdb

對于Linux，您將安裝相同的東西，但使用特定的粒子包管理實用程序。

Mac

我在這里沒有經驗，所以我建議Ladyada的教程為此。

您可能還希望使用其他實用程序，例如Eclipse，但這應該是一個好的開始。

現(xiàn)在您已經知道需要什么，我們將其組合在一起，但是要做到這一點，您需要知道二進制開關的工作方式。..。.所以讓我們繼續(xù)下一步吧！

第2步：二進制開關和真實表

正如我在簡介中簡要提到的，二進制開關是對其進行編碼的開關狀態(tài)為二進制。二進制是一種使用兩個離散狀態(tài)（一個和零）來表示其他符號的編碼方法。每個一個或零稱為一個“位”，這些位通常串在一起分成八組，稱為一個“字節(jié)”。并非字節(jié)中的所有位都必須用于編碼，但是ASCII字符集是僅使用7位的顯著示例（存在擴展版本）。此指令中的按鈕開關的范圍是0到15，并使用四位對表盤上的數(shù)字進行編碼。

簡短的二進制算術

以了解四位如何表示16種不同的數(shù)字數(shù)字，我們必須稍微了解一下二進制編碼對該開關的作用（以及一般情況）。

從第一張圖片中，您應該能夠看到實際上從鍵盤背面有五個打擊墊開關。這些分別標記為1、2、4、8和C。C被視為公用端子。也就是說，它是開關電路的一部分，始終與開關中打開的任何開關相連。在我的設置中，我將“ C”墊接地，并且任何電流都將從斷開的開關流出，并從C端子流出并向下流至地面。因此，“ C”盤不會對表盤正面的數(shù)字進行編碼時所用的位。這是指輪開關內部開關電路的電流吸收器。

1、2、4和8填充對數(shù)字的位進行編碼。以二進制形式，字節(jié)中1和0的位置和數(shù)字用于確定字符集中單個單元的身份，或者出于我們的目的，確定在表盤上選擇的數(shù)字。因為我們的集合中有四個位，所以一和零的唯一組合的最大數(shù)量為2 4 =16。記住這一點的最佳方法是增加可能性的數(shù)量（這里有兩個可能性：1或0）乘以位數(shù)（此處我們有4位：填充1、2、4和8）。如果我們要在四個位置寫出1和0的所有唯一組合，則看起來像這樣：

No 1&aposs One 1 Two 1&aposs Three 1&aposs Four 1&aposs ------ ----- ------- --------- -------- 0000 0001 0011 0111 1111 0010 0101 1011 0100 1001 1101 1000 0110 1110 1010 1100

所以我們有16種獨特的可能性來安排0和1，并且方便地，此開關的計數(shù)器從0到15。當一個計劃組合在一起時，這很好。但是您可能想知道，是否存在一種模式來說明這四個位的排列方式（順便稱為Nibble）如何代表數(shù)字。我很高興你問。

還記得墊的1、2、4和8嗎？那不是營銷人員反復無常的標簽。讓我們再次看看我們的數(shù)字模式。每個位位置都有一個“位置”，可以將其視為“ 2的冪”位置讀取，其中最低有效位在第0位開始。也就是說，我們使用從0開始的索引，并從零開始計數(shù)到一，再到二，以此類推，而不是在以1開頭的白話中計數(shù)。因此，2 0 = 1，2 1 = 2，2 2 = 4，依此類推。從右到左排列此字符，它的四位模式0101看起來像這樣：

Place --》 8 4 2 1 0 1 0 1

要確定“ 0101”代表的數(shù)字，我們要做的就是找到每個里面有1的地方，加上兩個數(shù)字的冪。在我們的示例中，第1和第4位有一個。加1 + 4，得到5，因此，二進制數(shù)字0101代表十進制數(shù)字5。這不令人興奮嗎？讓我們嘗試另一個，即使我們的交換機只有四個位，這個也要完整的8位。這是一個好習慣，下次您會印象深刻。

01101110代表的十進制數(shù)字是多少？在這里是它們的位置：

128 64 32 16 8 4 2 1 0 1 1 0 1 1 1 0查找具有1的位置，并將這些位置號加在一起。那將是64 + 32 + 8 + 4 + 2 =110。非常容易，是吧？現(xiàn)在知道了這一點，我們就可以采用我們的4位開關，并形成一個相對于小數(shù)點為1的引腳號矩陣（數(shù)字邏輯1的電壓高于邏輯零的電壓，在我們的情況下分別為5V和0V）。他們代表的數(shù)字。參見下面的第二張圖片，我制作了一個表格來表示開關上的打擊墊，根據(jù)撥盤前面選擇的數(shù)字，該打擊墊將為邏輯1?，F(xiàn)在我們可以開始構建東西了。請跟隨我進入下一步！

步驟3：焊接開關和測試二進制邏輯

是時候將焊料放到焊盤上了，開始制造東西了。

拿起連接線，剝去兩端約半厘米。只要使用不會混淆電線的顏色，無論使用哪種顏色或根本不使用其他顏色都沒有關系。當您發(fā)現(xiàn)填充板“ 2”代替填充板“ 4”時，您將嘗試調試二進制邏輯錯誤。

現(xiàn)在是驗證或說服自己二進制邏輯正確的好時機。為此，我?guī)Я怂膫€LED和四個220歐姆電阻，并將它們放在面包板上。您可以根據(jù)您的LED顏色和正向電壓要求使用180歐姆甚至1k電阻。對于您的電源，您可以使用5V穩(wěn)壓電源（在其中一張照片中，這是我的面包板上懸掛的小電路），也可以通過Arduino，BBB等為該板供電。選擇是您自己選擇。

將C線連接到5V（請注意這一點，因為在連接到微控制器時會做相反的事情）。

連接線1、2、4 8個至自己的電阻，其后接LED的正極。如果您不確定，那是長腿。然后將LED的另一側接地。

該電路應類似于我下面的電路。如果您真的不確定，請在圖片中包含原理圖以顯示LED測試電路。還請注意，我在圖片中從左到右顯示了二進制文件。只要電線連接到正確的LED，就可以將電線從左到右或從右到左連接到測試電路中，并且可以將它們與真值表進行比較以確認邏輯，這無關緊要。

一旦您確信該Universe可以按照您可以連接微控制器的方式正常運行。

第4步：連接微控制器并加載代碼

選擇MCU上空閑的四個端口并將其配置為輸入。我在設置中選擇了PD ［2..5］，但是選擇哪一個都沒關系，如果您打算使用U（S）ART通信，請謹慎使用PD ［0..1］，因為這些引腳是通常為此保留。我很確定Arduino和其他克隆也將針腳0和1映射到其USB FTDI端口。作為一種可選措施，您可以選擇安裝二極管（在右側條紋下方的圖片中）。有些主板具有保護功能，但是如果您在主板上玩裸AVR芯片，那可能不是個壞習慣。在聞到足夠多的晶體管燒毀之后，您便可以執(zhí)行這些操作。

建立與輸入引腳的連接后，只需簡單地讀取引腳并處理數(shù)據(jù)即可。您可以讀取引腳和發(fā)光二極管的指示燈，用于處理串行通信的設置中斷，或者如果將多個開關串在一起，則可以將它們用作電子鎖，在授予訪問權限之前測試引腳以查看是否輸入了正確的組合

第5步：［可選］ AVR代碼示例

好的，好的，我不會讓您掛斷電話。我認為您可能都具備讀取I/O引腳的能力，因此這并不意味著侮辱您的智慧。這只是我寫的一小段代碼，用于讀取引腳并通過ATmega328p中的USART將數(shù)據(jù)發(fā)送到FreeBSD盒上的串行端口。

我不使用Arduino庫，僅使用純C語言，因此您可能必須相應地調整您的。也許有一種更優(yōu)雅的方法，但這是我想出的。

#include #include #include “uart.h”#define SWITCH_M 0b00111100int main（）{ USART_init（BAUD_9600）; DDRD = 0x00; // inputs for switches PORTD = 0xFF; // pullup on PD［2..5］ （we have negative logic on switch now） uint8_t bcode = 0x00; for （;;） { bcode = （PIND & SWITCH_M）; // bcode = 00xxxx00 bcode = （bcode 》》 2）; // bcode = 0000xxxx bcode |= 0xF0; // bcode = 1111xxxx USART_tx（~bcode）; // bcode = 0000xxxx bcode = 0x00; _delay_ms（2000）; } }

從我的車輪開關從0開始并循環(huán)向上，我得到以下輸出：

0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F