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介紹 Micro:Bit 單片機---- Sam Chan (中無通訊 第95期)

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發表於 14-4-2021 12:14:38 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 VR2ZWP 於 14-4-2021 12:23 編輯

        過去幾十年單片機發展迅速,由8051到PIC/AVR到BasicSamp, Arduino 及 RPI。每一代單片機的出現,都會簡化程式燒錄過程中所需要新增的硬件裝置,使用家自行設計之程式更容易編寫及除錯。由於單片機本身底板面積不停縮小,但同時功能又不停擴大,所以價格亦同時變得較為大眾化。這近幾年以Micro:Bit最為特出。

硬件輸入/輸出功能
       Micro:Bit電路板的大小為4cm×5cm,擁有1個ARM Cortex-M0處理器。電路板內同時已經安裝了不同的感應器,包括:加速度感測器、和磁力感測器等。電路板正前方由25個 (5*5) LED的顯示器及2個可程式化按鈕組成,可以顯示單色圖案或動畫。顯示器本身同時又可以作為光感零件,對光暗有反應。裝置輸入和輸出包括環孔連接器和邊緣連接器,無需焊椄電子零件,令用家感覺到更加方便容易操作。
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圖一   Micro:Bit 單片機功能
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 樓主| 發表於 14-4-2021 12:22:10 | 顯示全部樓層
本帖最後由 VR2ZWP 於 14-4-2021 12:32 編輯

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圖二、三 現時Micro:Bit 接線方法
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 樓主| 發表於 14-4-2021 12:28:45 | 顯示全部樓層
本帖最後由 VR2ZWP 於 14-4-2021 12:36 編輯

Radio 傳送功能
      有別於其他單片機,Micro:Bit 已內置無線聯絡功能,能讓不同Micro:Bit之間透過Radio內置語句進行溝通 (例如 1對1 通信、1對多台Micro:Bit通信)。 Radio傳送功能放便用家構思電路設計,讓不同感測器分別方在不同位置、輸入/輸出硬件通過無線連椄,在不同Micro:Bit程式中交換資料及減小需要電線作實際連接通時所產生的問題!

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圖四 Radio 無線通信指令
 樓主| 發表於 14-4-2021 12:34:54 | 顯示全部樓層
本帖最後由 VR2ZWP 於 14-4-2021 13:02 編輯

圖像化編程方法
        micro:bit擁有一個簡單且容易使用的程式編輯介面,讓用家採用滑鼠拖拉積木方塊的方式,在瀏覽器上程式撰寫。程式編輯介面,將程式語法或元件,表示成不同的形狀、大小的積木,然後用積木堆疊的概念來組合出各式各樣的程式邏輯。

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圖五 圖像化編程介面

       在Micro:Bit MadeCode 網頁編程除可進行程式編輯,還能提供emulator 功能為程式進行除錯功能。完成除錯後,就能通過USB連接,可透過網頁編程,直接把程式匯入。
 樓主| 發表於 14-4-2021 13:08:20 | 顯示全部樓層
本帖最後由 VR2ZWP 於 14-4-2021 13:10 編輯

萬變不離其宗 - 運用狀態圖

       編程的其中一個目的就是程式和外間環境產生互動,程式回應的方法可跟據現時記錄狀態的變數和現時的輸入,再決定是否需要作出回應及輸出,又稱 “狀態圖”。
       狀態圖不是什麼新鮮事,早在數字邏輯年代已經出現,運用狀態圖編程,程式在每個位置的走向同輸入關係更為明確,放便除錯。如多於一片單片機運行時 (例如 Micro:Bit 運用內建 Radio 語句) ,通過交換每個程式現時的 “狀態變數”,就能清楚了解現時每個程式運行到什麼位置,方便作出同步功能。

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圖六 運用 “狀態機 (state machine)” 理念編程

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圖七 “狀態圖”例子 “閘口開關” ,1個輸出 和2個輸入 “入錢” “推閘口” 之間的關係)
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總結
       作者作為一個單片機業餘愛好者,由8051年代到近代的 Arduino / RPI 及現時的 Micro:Bit,深深體會到科技發展一日千里! 現時Micro:Bit 因已內置基本LED的顯示、感測器、按鈕,Arduino 更識合初學者使用。Radio 無線傳送功能,容許不同 Micro:Bit 之間通訊,無需再用電線連接及外購無線傳送模組。在程式設計方面也許會增加難度,但不失為提升編程技巧的一個練習工具!
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