KE0123 microbit 学习套装

  Micro:Bit系列

ffg

目录

1. 产品说明 3

2. 产品清单 3

3. micro:bit 驱动安装方法 7

4. micro:bit 使用方法 8

5. micro:bit 引脚说明 10

6. micro bit元件和接口说明 11

7. 实验课程 12

实验一 Hello world! 12

实验二 自带按键控制点阵 15

实验三 测试micro bit自带加速度计和电子罗盘 16

实验四 自带温度传感器测试温度 18

实验五 板载蓝牙测试 19

实验六 LED闪烁实验 27

实验七 广告灯实验 29

实验八 按键控制LED实验 31

实验九 抢答器实验 32

实验十 呼吸灯实验 33

实验十一 电位器调控灯光亮度实验 35

实验十二 RGB灯闪烁实验 36

实验十三 感光灯实验 39

实验十四 有源蜂鸣器实验 40

实验十五 无源蜂鸣器实验 42

实验十六 电位器调控舵机转动实验 44

实验十七 火焰报警实验 45

实验十八 一位数码管显示实验 47

实验十九 魔术光杯实验 49

实验二十 micro bit 模拟量的读取 52

实验二十一 热敏电阻传感器实验 54

实验二十二 LM35 温度传感器实验 56

8. 相关资料链接 58

1. 产品说明

Micro bit是一款由英国BBC 设计的ARM架构的单片机。它仅有信用卡一半大小,板载蓝牙,加速度计,电子罗盘,三个按钮,5 x 5 LED点阵,主要用于青少年的编程教育。

为了方便学习micro bit单片机和一些基础电子知识,我们特别搭配了这个套件。套件主要包含一个micro bit控制板和与控制板搭配使用的配件。其中套机里电池盒里需安装两个1.5V的电池,电池盒上自带拨码开关;使用时可直接连接micro bit控制板供电,电池盒的拨码开关作为电源控制开关。

同时,我们还根据micro bit控制板和相关配件,设计一些特定的学习课程,课程包含接线方法,测试代码等,让你对micro bit单片机和电子知识有个更深刻的认识。

2. 产品清单

编码 规格型号 数量 图片
1 micro:bit主板 黑色 1 1
2 Micro USB线 1米 1 3
3 带开关和接线电池盒 1 2
4 面包板连接线30根 环保 1 21
5 400孔 ZY-60白色 面包板 1 3
6 micro bit T型扩展板 1 8
7 电阻卡 1 9
8 一位数码管 0.56英寸共阴红 1 7
9 SG90 9G 蓝色辉盛 90度 舵机 23*12.2*29mm 1 10
10 有源蜂鸣器 1 15
11 无源蜂鸣器 1 16
12 12*12*7.3MM

插件轻触开关

2
13 A24 黄帽 按键帽 2
14 金属膜色环 1/4W 1% 220R 编带 环保 10  
15 金属膜色环 1/4W 1% 1K 编带 10
16 金属膜色环 1/4W 1% 10K 编带 环保 10
17 F5-红发红-短 环保 5
18 F5-黄发黄-短 环保 5
19 F5-蓝发蓝-短 环保 5
20 F5-绿发绿-短 环保 5 图层 24
21 F5-全彩RGB透明共阴 环保 1 20
22 10K 可调电位器

针长6.5MM 环保

1 6
23 5516 亮电阻5-10KΩ 暗电阻0.2MΩ 光敏电阻 3 18
24 5MM 103 阻值 10K

热敏电阻

1 12
25 LM35DZ 原装 1 13
26 红外接收 5MM 火焰 环保 1 11
27 AETHDX-2801

滚珠开关 环保

2 14

3. micro:bit 驱动安装方法

下面我们给micro:bit开发板安装驱动。首先将micro:bit开发板用USB线连接到电脑上,然后双击驱动文件 mbed USB 2020,点击Install。

driver 1

继续点击Install,安装驱动。

driver 2

点击Finish,安装完成。

driver 4

安装完成后。

点击“Computer” —>“Properties”—> “Device manager”,我们可以看到下图。

driver 5

4. micro:bit 使用方法

micro: bit的编程环境有在线编程工具和本地编程工具两种,这里我们介绍下在谷歌浏览器的编程方法。首先在谷歌浏览器中打开https://makecode.microbit.org/网站进入编程环境。利用网站上模块,开始图形化编程,如下图。

点击JavaScript,你可以看到对应的程序代码,如下图。

将程序命名为LED1,并保存,如下图。

保存或,并在C盘中找到对应文件,如下图。

将micro: bit用USB接到电脑上,然后在C盘找到microbit-LED1文件,并发送到MICROBIT(G)上,就完成程序上传了。

程序上传后,给micro: bit上电后,micro: bit上5 x 5 LED点阵显示对应图案。供电方法有两种,一是直接通过USB线供电;二是用电池盒供电,电池盒接2个1.5V的5号电池,如下图。

1(3) MB0098 micro:bit主板 黑色

USB线供电 电池盒供电

5. micro:bit 引脚说明

在我们开始试验之前,我们需要对micro bit主板的各个引脚需要由一定的了解,具体信息参照下图。

microbit-pins

详细信息请参考官方网站:https://microbit.org/guide/hardware/pins/

6. micro bit元件和接口说明

7. 实验课程

实验一 Hello world!

实验说明

首先先来学习micro:bit主板串口通信功能,只需要一块micro bit主板和一根USB线的简单实验,让我们的micro bit主板说出“Hello World!”,这是一个让micro bit主板和PC 机通信的实验,这也是一个入门试验,希望可以带领大家进入micro bit的世界。

实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。

测试代码

Arduino IDE安装方法

Double click arduino-1.5.6-r2-windows to start.

Select “I Agree”to accept license agreement.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\8.png

Select components to install and click “Next”.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\9.png

Click “Browse” and select another folder. Click “Install” to start the installation.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\10.png

Finally, wait for a few minutes to finish.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\11.png

测试结果

将micro bit用micro USB线接在电脑上,上传好代码,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),在串口监视器中输入 “R”字符,点击Send,串口监视器中输出“Hello world!”字符,如下图。

实验二 自带按键控制点阵

实验说明

在micro bit控制板上自带3个按键,其中一个是复位按键,另外两个AB按键作为控制按键。在这一课程中,我们利用控制板自带的两个按键,控制控制板自带的LED点阵。

在这一课程中,我们利用两个测试代码测试,一种是不带循环,一种是带有循环程序。

测试代码

代码1:

microbit-screenshot (7)

代码2:

microbit-screenshot (6)

测试结果

上传好代码1,上电后,按下按键A,控制板LED点阵显示心形;按下按键B,控制板LED点阵显示倒立心形;按下按键A和按键B,控制板LED点阵显示另外图案。

上传好代码2,上电后,按下按键A,控制板LED点阵显示心形;按下按键B,控制

板LED点阵显示倒立心形;按下按键A和按键B,控制板LED点阵循环显示3种图案。

实验三 测试micro bit自带加速度计和电子罗盘

实验说明

在micro bit控制板上自带加速度计和电子罗盘,我们可以利用控制板上该元件测试控制板当前的状态,测试出控制板当前的3轴加速度。

在这一课程中,我们完成两个实验,实验一,是利用控制板加速度计和电子罗盘控制LED点阵显示不同图案;实验二是直接测试出控制板的3轴加速度,并在点阵和串口监视器上显示。

测试代码

代码1:

microbit-screenshot (12)

代码2:

测试结果

上传好代码1,上电后,当我们移动控制板,使控制板金手指朝上时,控制板显示第1个图案;移动控制板,使控制板金手指朝下时,控制板显示第2个图案;水平放置控制板,使控制板点阵朝上时,点阵显示第3个图案;水平放置控制板,使控制板点阵朝下时,点阵显示第4个图案;晃动控制板,控制板震动时,点阵显示第5个图案;向左倾斜控制板时,点阵显示第6个图案;向右倾斜控制板时,点阵显示第7个图案。

上传好代码2,利用micro USB线上电后,我们可以测试出控制板的X Y Z 3轴加速度值,单位为mg。我们有两种方法看到测试数据,一是直接在micro:bit主板上LED点阵上看到,二是利用Arduino IDE软件串口监视器上看到显示结果,显示如下图。

实验四 自带温度传感器测试温度

实验说明

在micro bit控制板上自带一个温度传感器。在这一课程中,我们利用该传感器测试当前环境中的温度,并将测试结果在控制板自带点阵显示。

测试代码

测试结果

上传好代码,利用micro USB线上电后,我们可以测试出当前环境中的温度值,单位为℃。我们有两种方法看到测试数据,一是直接在micro:bit主板上LED点阵上看到,二是利用Arduino IDE软件串口监视器上看到显示结果,显示如下图。

实验五 板载蓝牙测试

实验说明

在micro bit控制板自带蓝牙,我们可以通过连接蓝牙,实现无线传输代码功能。试验中,我们利用一个苹果ipad,和micro bit连接,实现无线传输代码功能。安卓系统手机实现无线传输代码方法和苹果ipad类似,这里就不一一介绍了。

试验步骤

1.在App Store中搜索micro:bit,安装对应APP。

2.iPad和micro bit控制板配对连接。

a. APP安装成功后,点击 打开APP,给micro bit控制板上电,选择APP第一

项开始配对蓝牙。

b.点击配对一个新的micro:bit开始配对。

c.根据提示,首先按下micro bit控制板A B按键,然后按下复位按键,然后再松开复

位按键,micro bit控制板上LED点阵会最终显示一个图案。点击下一步。

d.在iPad上设置图案,使图案和micro bit控制板上 显示的图案一样,点击下一步。

e.点击下一步配对,配对成功。

3.连接成功后,开始利用APP编写上传代码。

a.选择第二项,开始编写程序,编写程序OK。

b.点击 ,选择第一项开始课程设置。

c.选择设置第一项,保存设置。

d.点击 图案,设置代码名称,并保存。

e.保存成功,直接开始上传程序,默认选择程序是刚开始保存的程序。

特别注意:上传代码时,需要参考第二步c小步方法,使LED点阵显示密码图案,

才能上传程序成功。

f.程序上传成功,显示如下图。

实验六 LED闪烁实验

实验说明

LED 闪烁实验是比较基础的实验之一,在使用方法中,我们控制的是micro: bit自带的5 x 5 LED点阵。在这个实验中我们利用外接直插LED 灯来完成LED 闪烁实验,实验中我们先关闭5 x 5 LED点阵功能。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

6

测试代码

microbit-screenshot

测试结果

上传完代码,上电后,我们就可以看到IO口外接小灯在闪烁了,实验现象为LED不停闪烁,间隔大约为0.5秒。

实验七 广告灯实验

实验说明

在生活中我们经常会看到一些由各种颜色的led灯组成的广告牌,广告牌上各个位置上癿led灯不断的变话,形成各种效果。本节实验就是利用led灯编程模拟广告灯效果。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*5

220Ω 电阻*5

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

测试代码

microbit-screenshot (1)

测试结果

上传完代码,上电后,我们就可以看到IO口外接小灯先逐个变亮,然后逐个变暗,循环交替。

实验八 按键控制LED实验

实验说明

Micro bit自带3个按键,其中2个用户按键和1个复位按键。本实验中,我们只是利用一个micro bit自带的用户按键控制一个外接的LED的亮和灭。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

8

测试代码

microbit-screenshot (2)

测试结果

下载完代码,上电后,当按下micro bit板A按键时小灯亮起,否则小灯不亮。

实验九 抢答器实验

实验说明

上面上面实验中我们用micro bit自带的按键控制LED灯,这个实验它扩展下,做一个抢答器实验。实验中我们用一个自带的按键当做复位按键,另外外接两个轻触按键当做抢答按键,用于控制两个外接的LED灯。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*2

轻触按键*2

220Ω 电阻*2

10KΩ 电阻*2

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

9

测试代码

microbit-screenshot (3)

测试结果

下载完代码,上电后,一个简单的抢答器就做好了,我们根据LED灯显示的颜色判断是谁抢答成功。在按下micro bit板A按键复位后,两个LED灯关闭。

实验十 呼吸灯实验

实验说明

上面实验中我们控制LED的亮灭,这个实验中我们利用代码控制LED的亮度,实验中我们模拟呼吸情况,控制灯逐渐亮起和逐渐熄灭。实验中我们分别控制micro bit上5 x 5 LED点阵上LED和外接LED实现呼吸灯的功能,其中外接LED需接在模拟口上。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

10

测试代码

点阵LED

microbit-screenshot (4)

外接LED

microbit-screenshot (5)

测试结果

下载完代码,上电后,LED逐渐变暗和逐渐变亮,循环交替,如呼吸一样。

实验十一 电位器调控灯光亮度实验

实验说明

在上面实验中我们直接在代码中控制LED的亮度,在这个实验中我们用电位器来调节LED的亮度。实验中外接LED和电位器接口都必须接在模拟口上。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

可调电位器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

11

测试代码

microbit-screenshot (6)

测试结果

上传代码,上电后,我们可以通过旋转可调电位器调节外接LED的亮度。

实验十二 RGB灯闪烁实验

实验说明

RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准,是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的,RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色,这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色,是目前运用最广的颜色系统之一。

这个实验中我们用一个RGB灯,通过控制R、 G、 B三个引脚的电压输入可以调节三种基色(红/蓝/绿)的强度,从而实现全彩的混色效果。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

F5-全彩RGB透明共阴*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

12

测试代码

microbit-screenshot (7)

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,RGB灯会陆续显示红色1S,绿色1S,蓝色1S,黄色1S,紫色1S,白色1S,然后循环交替。

实验十三 感光灯实验

实验说明

本次实验我们先进行一个较为简单的光敏电阻的使用实验。光敏电阻可以根据光强改变阻值的元件,本实验可以借鉴电位器调控灯光亮度实验,将电位计换做光敏电阻实现当光强不同时LED 小灯的亮度也会有相应的变化。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

5MM 光敏电阻*1

10KΩ 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

13

测试代码

microbit-screenshot (8)

测试结果

上传完程序,上电后,光敏电阻感应到灯光越亮,小灯越暗;光敏电阻感应到灯光越暗,小灯越亮。

实验十四 有源蜂鸣器实验

实验说明

蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。本课程中主要用到了有源蜂鸣器,有源蜂鸣器内部有一简单的振荡电路,能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号。实验中中我们只需要给蜂鸣器输入一个高电平信号,蜂鸣器响起。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

有源蜂鸣器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

14

测试代码

microbit-screenshot (9)

测试结果

上传完代码,上电后,我们可以听到蜂鸣器响0.5秒,停止响起0.5秒,循环交替。

实验十五 无源蜂鸣器实验

实验说明

蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。本课程中主要用到了无源蜂鸣器,无源蜂鸣器内部不带振荡源,直流信号无法令其鸣叫,须用方波驱动。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

无源蜂鸣器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

15

测试代码

microbit-screenshot (10)

测试结果

上传完代码,上电后,我们可以听到蜂鸣器会想响起《欢乐颂》的曲子。

实验十六 电位器调控舵机转动实验

实验说明

舵机是一种位置伺服的驱动器,主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测 器所构成。舵机有很多规格,但所有的舵机都有外接三根线,分别用棕、红、橙三种颜色进行区分,由于舵机品牌不同,颜色也会有所差异,棕色为接地线,红色为电源正极线,橙色为信号线。

S

VCC

GND

这个实验中,我们用一个电位器调节一个舵机的转动角度,旋转电位器时,舵机也随之转动。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

9G 舵机*1

可调电位器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

16

测试代码

microbit-screenshot (11)

测试结果

上传代码,上电后,我们可以通过旋转可调电位器调节舵机的转动角度。

实验十七 火焰报警实验

实验说明

火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器,本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器利用红外线对火焰非常敏感的特点,使用特制的红外线接收管来检测火焰,然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号。

实验中,我们把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号输入到micro bit主板中,然后控制蜂鸣器的响起。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

火焰传感器*1

有源蜂鸣器*1

10KΩ 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

火焰传感器连接方法

实验12-1

17

测试代码

microbit-screenshot (12)

测试结果

上传代码,上电后,当火焰传感器检测到附近有火焰时,有源蜂鸣器响起,否则有源蜂鸣器不响。

实验十八 一位数码管显示实验

实验说明

数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示),本实验所使用的是八段数码管。数码管共有七段显示数字的段,还有一个显示小数点的段。当让数码管显示数字时,只要将相应的段点亮即可。

这个实验中我们用了一个共阴极八段数码管,把a接到了micro bit主板的P13,b接到了P14,c接到了P8,d接到了P9,e接到了P10,f接到了P12,g接到了P11,h接到了P7,只要控制对应接口的高低电平,即可控制数码管的显示。实验中,我们让数码管逐渐显示0-9 10个数字。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

一位数码管*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

18

测试代码

microbit-screenshot (13)

测试结果

上传代码,上电后,数码管循环显示0~9 10个数字。

实验十九 魔术光杯实验

实验说明

倾斜开关的工作原理是当开关一端低于水平位置倾斜,开关寻通;当另一端低于水平位置倾斜 ,开关停止。魔术光杯实验原理是利用模拟值调光的原理,两个LED的亮度发生变化。

这个实验中倾斜开关提供数字信号,触发模拟值的调节,通过程序的设计,我们就能看到类似于两组装满光的杯子倒来倒去的效果了。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

滚珠开关*2

LED*2

10KΩ 电阻*2

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

19

测试代码

microbit-screenshot (14)

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,将两个倾斜开关同时倾斜一边, 一个LED逐渐变暗,同时另一个逐渐变亮,最终一个LED完全熄灭,一个LED最亮。

实验二十 micro bit 模拟量的读取

实验说明

玩过Arduino的朋友都知道,有数字口(D口)和模拟口(A口),分的非常清楚。

在micro:bit中,我们通过引脚说明图也能看清哪几个引脚是支持模拟量读取的。我们

看下图。

TB2DIJTqO0TMKJjSZFNXXa_1FXa_!!143813255

这个实验中我们用一个可调电位器调节P2的模拟量,旋转点位器时,模拟量发生变化,并在串口监视器上显示出来。实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

可调电位器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

20

测试代码

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),串口监视器显示对应数值,旋转可调电位器,数值变化,发现最大是1023,最小是1,如下图。

实验二十一 热敏电阻传感器实验

实验说明

热敏电阻能够实时感知周边环境温度的变化,随着温度变化,热敏电阻也发生变化。实验中,我们搭配好电路,把温度变化转换成电压变化,将对应的电压输入到micro bit主板的P2上。实验中我们把P2的模拟量在串口监视器上显示出来。实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

5MM 103 阻值 10K 绿色*1

10KΩ 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

21

测试代码

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),串口监视器显示对应数值,当温度升高,电阻减小,模拟值增大;当人体对准温度电阻呼气时,温度升高,显示如下图。

实验二十二 LM35 温度传感器实验

实验说明

LM35 是很常用且易用的温度传感器元件,在元器件的应用上也只需要一个LM35元件,只利用一个模拟接口就可以测出当前温度。它的输出电压与摄氏温标呈线性关系,转换公式如式,0时输出为0V,每升高1℃,输出电压增加10mV。

实验中我们将它的输出电压输入到micro bit主板的P2上,而后通过相关公式计算出当前环境中的温度值,并在串口监视器上显示出来。实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。实验时,需特别注意LM35的方向,如若接反,会把LM35传感器烧毁,接口方向如下。

LM35

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LM35DZ*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

22

测试代码

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),串口监视器显示当前环境中的温度值,如下图。

相关资料链接

microbit 学习套装

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目录

1. 产品说明 3

2. 产品清单 3

3. micro:bit 驱动安装方法 7

4. micro:bit 使用方法 8

5. micro:bit 引脚说明 10

6. micro bit元件和接口说明 11

7. 实验课程 12

实验一 Hello world! 12

实验二 自带按键控制点阵 15

实验三 测试micro bit自带加速度计和电子罗盘 16

实验四 自带温度传感器测试温度 18

实验五 板载蓝牙测试 19

实验六 LED闪烁实验 27

实验七 广告灯实验 29

实验八 按键控制LED实验 31

实验九 抢答器实验 32

实验十 呼吸灯实验 33

实验十一 电位器调控灯光亮度实验 35

实验十二 RGB灯闪烁实验 36

实验十三 感光灯实验 39

实验十四 有源蜂鸣器实验 40

实验十五 无源蜂鸣器实验 42

实验十六 电位器调控舵机转动实验 44

实验十七 火焰报警实验 45

实验十八 一位数码管显示实验 47

实验十九 魔术光杯实验 49

实验二十 micro bit 模拟量的读取 52

实验二十一 热敏电阻传感器实验 54

实验二十二 LM35 温度传感器实验 56

8. 相关资料链接 58

1. 产品说明

Micro bit是一款由英国BBC 设计的ARM架构的单片机。它仅有信用卡一半大小,板载蓝牙,加速度计,电子罗盘,三个按钮,5 x 5 LED点阵,主要用于青少年的编程教育。

为了方便学习micro bit单片机和一些基础电子知识,我们特别搭配了这个套件。套件主要包含一个micro bit控制板和与控制板搭配使用的配件。其中套机里电池盒里需安装两个1.5V的电池,电池盒上自带拨码开关;使用时可直接连接micro bit控制板供电,电池盒的拨码开关作为电源控制开关。

同时,我们还根据micro bit控制板和相关配件,设计一些特定的学习课程,课程包含接线方法,测试代码等,让你对micro bit单片机和电子知识有个更深刻的认识。

2. 产品清单

编码 规格型号 数量 图片
1 micro:bit主板 黑色 1 1
2 Micro USB线 1米 1 3
3 带开关和接线电池盒 1 2
4 面包板连接线30根 环保 1 21
5 400孔 ZY-60白色 面包板 1 3
6 micro bit T型扩展板 1 8
7 电阻卡 1 9
8 一位数码管 0.56英寸共阴红 1 7
9 SG90 9G 蓝色辉盛 90度 舵机 23*12.2*29mm 1 10
10 有源蜂鸣器 1 15
11 无源蜂鸣器 1 16
12 12*12*7.3MM

插件轻触开关

2
13 A24 黄帽 按键帽 2
14 金属膜色环 1/4W 1% 220R 编带 环保 10 4 4
15 金属膜色环 1/4W 1% 1K 编带 10 4 4
16 金属膜色环 1/4W 1% 10K 编带 环保 10 4 4
17 F5-红发红-短 环保 5 17
18 F5-黄发黄-短 环保 5 17
19 F5-蓝发蓝-短 环保 5 17
20 F5-绿发绿-短 环保 5 图层 24
21 F5-全彩RGB透明共阴 环保 1 20
22 10K 可调电位器

针长6.5MM 环保

1 6
23 5516 亮电阻5-10KΩ 暗电阻0.2MΩ 光敏电阻 3 18
24 5MM 103 阻值 10K

热敏电阻

1 12
25 LM35DZ 原装 1 13
26 红外接收 5MM 火焰 环保 1 11
27 AETHDX-2801

滚珠开关 环保

2 14

3. micro:bit 驱动安装方法

下面我们给micro:bit开发板安装驱动。首先将micro:bit开发板用USB线连接到电脑上,然后双击驱动文件 mbed USB 2020,点击Install。

driver 1

继续点击Install,安装驱动。

driver 2

点击Finish,安装完成。

driver 4

安装完成后。

点击“Computer” —>“Properties”—> “Device manager”,我们可以看到下图。

driver 5

4. micro:bit 使用方法

micro: bit的编程环境有在线编程工具和本地编程工具两种,这里我们介绍下在谷歌浏览器的编程方法。首先在谷歌浏览器中打开https://makecode.microbit.org/网站进入编程环境。利用网站上模块,开始图形化编程,如下图。

点击JavaScript,你可以看到对应的程序代码,如下图。

将程序命名为LED1,并保存,如下图。

保存或,并在C盘中找到对应文件,如下图。

将micro: bit用USB接到电脑上,然后在C盘找到microbit-LED1文件,并发送到MICROBIT(G)上,就完成程序上传了。

程序上传后,给micro: bit上电后,micro: bit上5 x 5 LED点阵显示对应图案。供电方法有两种,一是直接通过USB线供电;二是用电池盒供电,电池盒接2个1.5V的5号电池,如下图。

1(3) MB0098 micro:bit主板 黑色

USB线供电 电池盒供电

5. micro:bit 引脚说明

在我们开始试验之前,我们需要对micro bit主板的各个引脚需要由一定的了解,具体信息参照下图。

microbit-pins

详细信息请参考官方网站:https://microbit.org/guide/hardware/pins/

6. micro bit元件和接口说明

7. 实验课程

实验一 Hello world!

实验说明

首先先来学习micro:bit主板串口通信功能,只需要一块micro bit主板和一根USB线的简单实验,让我们的micro bit主板说出“Hello World!”,这是一个让micro bit主板和PC 机通信的实验,这也是一个入门试验,希望可以带领大家进入micro bit的世界。

实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。

测试代码

Arduino IDE安装方法

Double click arduino-1.5.6-r2-windows to start.

Select “I Agree”to accept license agreement.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\8.png

Select components to install and click “Next”.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\9.png

Click “Browse” and select another folder. Click “Install” to start the installation.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\10.png

Finally, wait for a few minutes to finish.

C:\Users\keyess\Desktop\tu\11.png

测试结果

将micro bit用micro USB线接在电脑上,上传好代码,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),在串口监视器中输入 “R”字符,点击Send,串口监视器中输出“Hello world!”字符,如下图。

实验二 自带按键控制点阵

实验说明

在micro bit控制板上自带3个按键,其中一个是复位按键,另外两个AB按键作为控制按键。在这一课程中,我们利用控制板自带的两个按键,控制控制板自带的LED点阵。

在这一课程中,我们利用两个测试代码测试,一种是不带循环,一种是带有循环程序。

测试代码

代码1:

microbit-screenshot (7)

代码2:

microbit-screenshot (6)

测试结果

上传好代码1,上电后,按下按键A,控制板LED点阵显示心形;按下按键B,控制板LED点阵显示倒立心形;按下按键A和按键B,控制板LED点阵显示另外图案。

上传好代码2,上电后,按下按键A,控制板LED点阵显示心形;按下按键B,控制

板LED点阵显示倒立心形;按下按键A和按键B,控制板LED点阵循环显示3种图案。

实验三 测试micro bit自带加速度计和电子罗盘

实验说明

在micro bit控制板上自带加速度计和电子罗盘,我们可以利用控制板上该元件测试控制板当前的状态,测试出控制板当前的3轴加速度。

在这一课程中,我们完成两个实验,实验一,是利用控制板加速度计和电子罗盘控制LED点阵显示不同图案;实验二是直接测试出控制板的3轴加速度,并在点阵和串口监视器上显示。

测试代码

代码1:

microbit-screenshot (12)

代码2:

测试结果

上传好代码1,上电后,当我们移动控制板,使控制板金手指朝上时,控制板显示第1个图案;移动控制板,使控制板金手指朝下时,控制板显示第2个图案;水平放置控制板,使控制板点阵朝上时,点阵显示第3个图案;水平放置控制板,使控制板点阵朝下时,点阵显示第4个图案;晃动控制板,控制板震动时,点阵显示第5个图案;向左倾斜控制板时,点阵显示第6个图案;向右倾斜控制板时,点阵显示第7个图案。

上传好代码2,利用micro USB线上电后,我们可以测试出控制板的X Y Z 3轴加速度值,单位为mg。我们有两种方法看到测试数据,一是直接在micro:bit主板上LED点阵上看到,二是利用Arduino IDE软件串口监视器上看到显示结果,显示如下图。

实验四 自带温度传感器测试温度

实验说明

在micro bit控制板上自带一个温度传感器。在这一课程中,我们利用该传感器测试当前环境中的温度,并将测试结果在控制板自带点阵显示。

测试代码

测试结果

上传好代码,利用micro USB线上电后,我们可以测试出当前环境中的温度值,单位为℃。我们有两种方法看到测试数据,一是直接在micro:bit主板上LED点阵上看到,二是利用Arduino IDE软件串口监视器上看到显示结果,显示如下图。

实验五 板载蓝牙测试

实验说明

在micro bit控制板自带蓝牙,我们可以通过连接蓝牙,实现无线传输代码功能。试验中,我们利用一个苹果ipad,和micro bit连接,实现无线传输代码功能。安卓系统手机实现无线传输代码方法和苹果ipad类似,这里就不一一介绍了。

试验步骤

1.在App Store中搜索micro:bit,安装对应APP。

2.iPad和micro bit控制板配对连接。

a. APP安装成功后,点击 打开APP,给micro bit控制板上电,选择APP第一

项开始配对蓝牙。

b.点击配对一个新的micro:bit开始配对。

c.根据提示,首先按下micro bit控制板A B按键,然后按下复位按键,然后再松开复

位按键,micro bit控制板上LED点阵会最终显示一个图案。点击下一步。

d.在iPad上设置图案,使图案和micro bit控制板上 显示的图案一样,点击下一步。

e.点击下一步配对,配对成功。

3.连接成功后,开始利用APP编写上传代码。

a.选择第二项,开始编写程序,编写程序OK。

b.点击 ,选择第一项开始课程设置。

c.选择设置第一项,保存设置。

d.点击 图案,设置代码名称,并保存。

e.保存成功,直接开始上传程序,默认选择程序是刚开始保存的程序。

特别注意:上传代码时,需要参考第二步c小步方法,使LED点阵显示密码图案,

才能上传程序成功。

f.程序上传成功,显示如下图。

实验六 LED闪烁实验

实验说明

LED 闪烁实验是比较基础的实验之一,在使用方法中,我们控制的是micro: bit自带的5 x 5 LED点阵。在这个实验中我们利用外接直插LED 灯来完成LED 闪烁实验,实验中我们先关闭5 x 5 LED点阵功能。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

6

测试代码

microbit-screenshot

测试结果

上传完代码,上电后,我们就可以看到IO口外接小灯在闪烁了,实验现象为LED不停闪烁,间隔大约为0.5秒。

实验七 广告灯实验

实验说明

在生活中我们经常会看到一些由各种颜色的led灯组成的广告牌,广告牌上各个位置上癿led灯不断的变话,形成各种效果。本节实验就是利用led灯编程模拟广告灯效果。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*5

220Ω 电阻*5

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

测试代码

microbit-screenshot (1)

测试结果

上传完代码,上电后,我们就可以看到IO口外接小灯先逐个变亮,然后逐个变暗,循环交替。

实验八 按键控制LED实验

实验说明

Micro bit自带3个按键,其中2个用户按键和1个复位按键。本实验中,我们只是利用一个micro bit自带的用户按键控制一个外接的LED的亮和灭。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

8

测试代码

microbit-screenshot (2)

测试结果

下载完代码,上电后,当按下micro bit板A按键时小灯亮起,否则小灯不亮。

实验九 抢答器实验

实验说明

上面上面实验中我们用micro bit自带的按键控制LED灯,这个实验它扩展下,做一个抢答器实验。实验中我们用一个自带的按键当做复位按键,另外外接两个轻触按键当做抢答按键,用于控制两个外接的LED灯。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*2

轻触按键*2

220Ω 电阻*2

10KΩ 电阻*2

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

9

测试代码

microbit-screenshot (3)

测试结果

下载完代码,上电后,一个简单的抢答器就做好了,我们根据LED灯显示的颜色判断是谁抢答成功。在按下micro bit板A按键复位后,两个LED灯关闭。

实验十 呼吸灯实验

实验说明

上面实验中我们控制LED的亮灭,这个实验中我们利用代码控制LED的亮度,实验中我们模拟呼吸情况,控制灯逐渐亮起和逐渐熄灭。实验中我们分别控制micro bit上5 x 5 LED点阵上LED和外接LED实现呼吸灯的功能,其中外接LED需接在模拟口上。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

10

测试代码

点阵LED

microbit-screenshot (4)

外接LED

microbit-screenshot (5)

测试结果

下载完代码,上电后,LED逐渐变暗和逐渐变亮,循环交替,如呼吸一样。

实验十一 电位器调控灯光亮度实验

实验说明

在上面实验中我们直接在代码中控制LED的亮度,在这个实验中我们用电位器来调节LED的亮度。实验中外接LED和电位器接口都必须接在模拟口上。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

可调电位器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

11

测试代码

microbit-screenshot (6)

测试结果

上传代码,上电后,我们可以通过旋转可调电位器调节外接LED的亮度。

实验十二 RGB灯闪烁实验

实验说明

RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准,是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的,RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色,这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色,是目前运用最广的颜色系统之一。

这个实验中我们用一个RGB灯,通过控制R、 G、 B三个引脚的电压输入可以调节三种基色(红/蓝/绿)的强度,从而实现全彩的混色效果。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

F5-全彩RGB透明共阴*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

12

测试代码

microbit-screenshot (7)

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,RGB灯会陆续显示红色1S,绿色1S,蓝色1S,黄色1S,紫色1S,白色1S,然后循环交替。

实验十三 感光灯实验

实验说明

本次实验我们先进行一个较为简单的光敏电阻的使用实验。光敏电阻可以根据光强改变阻值的元件,本实验可以借鉴电位器调控灯光亮度实验,将电位计换做光敏电阻实现当光强不同时LED 小灯的亮度也会有相应的变化。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LED*1

220Ω 电阻*1

5MM 光敏电阻*1

10KΩ 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

13

测试代码

microbit-screenshot (8)

测试结果

上传完程序,上电后,光敏电阻感应到灯光越亮,小灯越暗;光敏电阻感应到灯光越暗,小灯越亮。

实验十四 有源蜂鸣器实验

实验说明

蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。本课程中主要用到了有源蜂鸣器,有源蜂鸣器内部有一简单的振荡电路,能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号。实验中中我们只需要给蜂鸣器输入一个高电平信号,蜂鸣器响起。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

有源蜂鸣器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

14

测试代码

microbit-screenshot (9)

测试结果

上传完代码,上电后,我们可以听到蜂鸣器响0.5秒,停止响起0.5秒,循环交替。

实验十五 无源蜂鸣器实验

实验说明

蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。本课程中主要用到了无源蜂鸣器,无源蜂鸣器内部不带振荡源,直流信号无法令其鸣叫,须用方波驱动。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

无源蜂鸣器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

15

测试代码

microbit-screenshot (10)

测试结果

上传完代码,上电后,我们可以听到蜂鸣器会想响起《欢乐颂》的曲子。

实验十六 电位器调控舵机转动实验

实验说明

舵机是一种位置伺服的驱动器,主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测 器所构成。舵机有很多规格,但所有的舵机都有外接三根线,分别用棕、红、橙三种颜色进行区分,由于舵机品牌不同,颜色也会有所差异,棕色为接地线,红色为电源正极线,橙色为信号线。

S

VCC

GND

这个实验中,我们用一个电位器调节一个舵机的转动角度,旋转电位器时,舵机也随之转动。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

9G 舵机*1

可调电位器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

16

测试代码

microbit-screenshot (11)

测试结果

上传代码,上电后,我们可以通过旋转可调电位器调节舵机的转动角度。

实验十七 火焰报警实验

实验说明

火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器,本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器利用红外线对火焰非常敏感的特点,使用特制的红外线接收管来检测火焰,然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号。

实验中,我们把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号输入到micro bit主板中,然后控制蜂鸣器的响起。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

火焰传感器*1

有源蜂鸣器*1

10KΩ 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

火焰传感器连接方法

实验12-1

17

测试代码

microbit-screenshot (12)

测试结果

上传代码,上电后,当火焰传感器检测到附近有火焰时,有源蜂鸣器响起,否则有源蜂鸣器不响。

实验十八 一位数码管显示实验

实验说明

数码管是一种半导体发光器件,其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示),本实验所使用的是八段数码管。数码管共有七段显示数字的段,还有一个显示小数点的段。当让数码管显示数字时,只要将相应的段点亮即可。

这个实验中我们用了一个共阴极八段数码管,把a接到了micro bit主板的P13,b接到了P14,c接到了P8,d接到了P9,e接到了P10,f接到了P12,g接到了P11,h接到了P7,只要控制对应接口的高低电平,即可控制数码管的显示。实验中,我们让数码管逐渐显示0-9 10个数字。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

一位数码管*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

18

测试代码

microbit-screenshot (13)

测试结果

上传代码,上电后,数码管循环显示0~9 10个数字。

实验十九 魔术光杯实验

实验说明

倾斜开关的工作原理是当开关一端低于水平位置倾斜,开关寻通;当另一端低于水平位置倾斜 ,开关停止。魔术光杯实验原理是利用模拟值调光的原理,两个LED的亮度发生变化。

这个实验中倾斜开关提供数字信号,触发模拟值的调节,通过程序的设计,我们就能看到类似于两组装满光的杯子倒来倒去的效果了。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

滚珠开关*2

LED*2

10KΩ 电阻*2

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

19

测试代码

microbit-screenshot (14)

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,将两个倾斜开关同时倾斜一边, 一个LED逐渐变暗,同时另一个逐渐变亮,最终一个LED完全熄灭,一个LED最亮。

实验二十 micro bit 模拟量的读取

实验说明

玩过Arduino的朋友都知道,有数字口(D口)和模拟口(A口),分的非常清楚。

在micro:bit中,我们通过引脚说明图也能看清哪几个引脚是支持模拟量读取的。我们

看下图。

TB2DIJTqO0TMKJjSZFNXXa_1FXa_!!143813255

这个实验中我们用一个可调电位器调节P2的模拟量,旋转点位器时,模拟量发生变化,并在串口监视器上显示出来。实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

可调电位器*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

20

测试代码

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),串口监视器显示对应数值,旋转可调电位器,数值变化,发现最大是1023,最小是1,如下图。

实验二十一 热敏电阻传感器实验

实验说明

热敏电阻能够实时感知周边环境温度的变化,随着温度变化,热敏电阻也发生变化。实验中,我们搭配好电路,把温度变化转换成电压变化,将对应的电压输入到micro bit主板的P2上。实验中我们把P2的模拟量在串口监视器上显示出来。实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

5MM 103 阻值 10K 绿色*1

10KΩ 电阻*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

21

测试代码

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),串口监视器显示对应数值,当温度升高,电阻减小,模拟值增大;当人体对准温度电阻呼气时,温度升高,显示如下图。

实验二十二 LM35 温度传感器实验

实验说明

LM35 是很常用且易用的温度传感器元件,在元器件的应用上也只需要一个LM35元件,只利用一个模拟接口就可以测出当前温度。它的输出电压与摄氏温标呈线性关系,转换公式如式,0时输出为0V,每升高1℃,输出电压增加10mV。

实验中我们将它的输出电压输入到micro bit主板的P2上,而后通过相关公式计算出当前环境中的温度值,并在串口监视器上显示出来。实验中我们要用到一个串口通讯软件,这里我们用的是Arduino IDE。实验时,需特别注意LM35的方向,如若接反,会把LM35传感器烧毁,接口方向如下。

LM35

实验器材

micro:bit主板*1

micro bit T型扩展板 *1

USB线*1

LM35DZ*1

面包板*1

面包板连接线若干

接线图

22

测试代码

测试结果

按照上图接好线,上传好代码,上电后,打开Arduino IDE,设置要COM口。打开串口监视器,设置波特率为115200(经过测试,micro:bit的USB串口通讯波特率是115200),串口监视器显示当前环境中的温度值,如下图。

8、相关资料链接