скачать книгу бесплатно
Рис. 2.21. Программа для отображения чисел от 0 до 15 на мониторе микрокомпьютера
Здесь мы добавили из палитры Циклы блок для. Он позволяет организовать исполнение своего тела заданное количество раз, при этом переменная цикла (в нашем случае это переменная индекс) будет изменять свое значение в заданных пределах с шагом 1.
В нашей программе цикл отработает 16 раз, при этом вы увидите на мониторе micro:bit числа от 0 до 15 (рис. 2.22).
Рис. 2.22. Показываем числа на мониторе micro:bit
Обратите внимание, что числа, большие девяти, показываются в режиме бегущей строки, так как иначе они бы не поместились в матрице светодиодов.
Программа сохранена в файле microbit-Числа.hex.
Выводим на монитор бегущую текстовую строку
А что если попытаться показать на мониторе микрокомпьютера текст? Так как светодиодов маловато, то текст будет выведен в виде бегущей строки. Но и этого в некоторых случаях может оказаться достаточно, например, для показа температуры.
Добавьте в блок при начале блок показать строку из палитры Основное (рис. 2.23).
Рис. 2.23. Программа выводит на монитор бегущую строку
Программа есть в архиве под именем microbit-Hello-world.hex. После ее запуска на мониторе появится бегущая строка «Hello, world!» (рис. 2.24).
Рис. 2.24. Бегущая строка на мониторе вашего micro:bit
К сожалению, в строке можно использовать только латинские символы, цифры и знаки – символы кириллицы показать не получится.
Управляем яркостью светодиодов
В палитре Светодиоды … еще есть блоки, предоставляющие дополнительные возможности управления светодиодами. В частности, с помощью некоторых из них можно управлять яркостью светодиодов (рис. 2.25).
Рис. 2.25. Блоки с дополнительными возможностями управления светодиодами
Прежде всего, раскройте палитру Переменные, и с помощью кнопки Создать переменную добавьте переменную с именем яркость. Просто введите имя создаваемой переменной в окне, которое откроется после щелчка этой кнопки.
Созданная вами переменная появится в палитре Переменные (рис. 2.26).
Рис. 2.26. Мы создали переменную с именем яркость
Но что такое переменная?
Можно считать, что созданная вами переменная – это имя места в памяти микроконтроллера, где будет хранится цифровое значение. В нашем случае это будет значение яркости светодиода, которое может изменяться в интервале от 0 до 255.
При необходимости вы можете создать несколько переменных для хранения различных значений, задав для каждой такой переменной свое собственное имя.
Теперь подготовьте программу, показанную на рис. 2.27. Эта программа нарисует вертикальную линию из пяти светодиодов, причем у всех светодиодов будет разное значение яркости.
Рис. 2.27. Программа для управления яркостью светодиодов
Результат работы программы, сохраненной в файле microbit-Переменная-яркость-линии.hex, вы можете увидеть на рис. 2.28.
Рис. 2.28. Линия из светодиодов с различной яркостью
Как работает наша программа?
Прежде всего, для переменной яркость мы задаем начальное значение 64. Далее запускается цикл для, параметр индекс которого изменяет свое значение от 0 до 4, как и в предыдущей программе.
Однако теперь для включения светодиода мы используем блок построить яркостью. Этот блок зажигает светодиод с координатами (x, y) и дополнительно устанавливает для этого светодиода яркость, указанную в последнем параметре.
После зажигания светодиода в дело вступает блок изменить, который увеличивает значение нашей переменной яркость на 64 (чтобы уменьшать значения, задайте отрицательное число).
Теперь при следующем проходе цикла яркость зажигаемого светодиода увеличится на значение 64.
Доверимся случаю
В палитре Математика есть интересный блок выбрать случайно. Он позволяет получить случайное число в заданном вами диапазоне. Давайте используем случайные числа при выключении светодиодов.
На рис. 2.29 мы привели пример такой программы, в которой все случайно!
Рис. 2.29. Программы случайно зажигает светодиоды со случайной яркостью
В бесконечном цикле программа с помощью блока построить зажигает светодиоды, при этом координаты (x,y) светодиода, а также его яркость, задается случайно.
Как видите, координаты выбираются случайно в диапазоне от 0 до 4, а яркость – в диапазоне от 0 до 255.
После включения случайного светодиода программа с помощью блока убрать выключает светодиод, координаты которого также выбираются случайно (рис. 2.30).
Рис. 2.30. Светодиоды зажигаются и гаснут случайно
Программа звездного неба сохранена в файле microbit-Случайно.hex.
Возможно, кто-то найдет, что это все похоже на звездное небо, где звезды зажигаются, живут и гаснут через какое-то время. Если вам кажется, что звезды гаснут слишком быстро, добавьте небольшую задержку (например, 100 мс) в конец цикла (рис. 2.31).
Рис. 2.31. Задержка замедляет процесс управления светодиодами
А теперь давайте составим сложную программу, которая будет перемещать горящую точку по экрану микроконтроллера случайным образом.
Готовая программа показана на рис. 2.32, вы можете загрузить ее из файла microbit-Блуждающая-точка.hex. Рассмотрим подробно, что она делает.
Рис. 2.32. Рисуем на экране случайно блуждающую точку
Как видите, программа запускается один раз в блоке при начале.
В палитре Переменные мы определили две переменные с именами x-координата и y-координата. В первой из них мы будем хранить текущую координату нашей блуждающей точки по оси X, а во второй – по оси Y. Сразу после запуска мы инициализируем эти переменные нулевыми значениями, поэтому свое путешествие точка начнет из верхнего левого угла экрана micro:bit.
После инициализации переменных запускается бесконечный цикл пока. Мы добавили его из палитры Циклы.
У цикла пока есть параметр, который анализируется перед каждым очередным проходом цикла. По умолчанию этот параметр имеет значение истина, поэтому наш цикл никогда не завершится. Вы можете задать в этом параметре какое-либо условие, которое ограничит блуждание нашей точки, однако сейчас мы этого делать не будем.
Что же внутри цикла?
Прежде всего мы зажигаем светодиод в блоке построить в точке с координатами (x-координата, y-координата), ждем 100 мс при помощи блока пауза, а затем гасим светодиод в блоке убрать.
Дальше мы изменяем переменные x-координата и y-координата случайным образом, при этом изменение выбирается в диапазона от 0 до 1. Это означает, что координаты по осям X и Y могут либо не измениться вовсе, либо увеличатся на единицу.
После изменения координат нам нужно проверить, что координаты не вышли за границу нашего монитора – ведь у нас всего пять рядов по пять светодиодов в каждом. Для проверки мы используем блоки если, которые нужно добавить из палитры Логика.
Тело блока если выполняется в том случае, когда верно условие, добавленное в качестве параметра блока. Добавьте из палитры Логика условие сравнения числовых операторов, как это показано на рис. 2.32.
Если значение новой координаты по оси X или Y получилась больше 4, то мы задаем для соответствующей переменной нулевое значение. Тут потребуется блок задать значение из палитры Переменные.
Как работает наша программа?
Когда в результате случайных изменений новые координаты блуждающей точки не выходят за пределы экрана, то точка передвигается (или нет) на один шаг, либо по одной оси, либо по обеим осям координат сразу.
Но если новая позиция выходит за пределы возможного, то ее новая координата устанавливается равной нулю. Визуально точка перепрыгивает в начало соответствующей оси координат. Если же в результате случая координаты по обеим осям становятся больше 4, то точка прыгает в левый верхний угол, с координатами (0,0).
Изображение блуждающей точки показано на рис. 2.33.
Рис. 2.33. Светящаяся точка блуждает случайным образом по монитору микрокомпьютера
Домашнее задание
Если текст или число не помещается целиком на экран micro:bit, то используется вывод в режиме бегущей строки. Но что если нам нужно вывести на экран графическое изображение, превышающее размер монитора?
Оказывается, и это возможно.
В качестве домашнего задания попробуйте написать программу, которая будет рисовать на экране micro:bit бегущую волну.
Подсказка: используйте палитру Изображения. Там вам будет нужен блок создать большое изображение и scrollimagewithoffsetandinterval (сдвиг изображения со смещением и интервалом).
Решение вы сможете найти в файле BoxRover/ch02/microbit-Волна.hex из архива, который можно скачать на сайте автора этой книги http://frolov-lib.ru/books/boxrover/ (http://frolov-lib.ru/books/boxrover/). Прежде чем скачивать этот файл, попробуйте создать программу самостоятельно!
Итоги
Итак, во второй главе книги мы научились выводить различную информацию на экран micro:bit, состоящего из 25 светодиодов.
Теперь мы умеем зажигать и гасить светодиоды в нужном нам месте, и задавать их яркость. Мы можем рисовать на экране различные фигуры, стрелки, и даже выводить бегущую текстовую строку.
Мы познакомились с генератором случайных чисел и сделали с его помощью анимированное изображение крохотного звездного неба, а также анимацию случайно блуждающей точки.
Надеюсь, вам также удалось сделать свое первое домашнее задание – нарисовать на экране micro:bit бегущую волну.
В следующей главе мы продолжим изучение оборудования, которое есть на плате micro:bit. Вы научитесь пользоваться кнопками для изменения текущего хода работающей программы и выполнения других действий.
3. Работаем с кнопками
Обычная кнопка представляет собой аппаратное устройство, предназначенное для замыкания и размыкания электрической цепи. Когда кнопка нажата, цепь замкнута и по ней идет электрический ток, а когда отжата – цепь разомкнута, ток не идет.
Также вам наверняка знакомы так называемые сенсорные кнопки. Чтобы такая кнопка сработала, достаточно до нее дотронуться.
На рис. 3.1 мы добавили обычную кнопку SA1 в схему подключения светодиода к батарейке. Если нажать кнопку, светодиод загорится, если отпустить – погаснет.
Рис. 3.1. Схема для включения светодиода с помощью кнопки
Различного рода кнопки есть практически везде – в пультах управления телевизором, в мобильных телефонах, в клавиатуре компьютера и во многих других устройствах. Некоторые из них обычные, а некоторые – сенсорные.
В микрокомпьютере micro:bit версии 1.5 есть три кнопки. Одна из них расположена с обратной стороны устройства и предназначена для его сброса. На рис. 3.2 эта кнопка находится в правом верхнем углу, между разъемом микро-USB и разъемом питания.
Рис. 3.2. Кнопка сброса находится на обратной стороне платы micro:bit
Две другие кнопки находятся на лицевой стороне платы микроконтроллера (рис. 3.3). Именно эти две кнопки, обозначенные как A и B, представляют для нас основной интерес.
Рис. 3.3. Программируемые кнопки A и B на лицевой стороне платы micro:bit
Блоки программы, загруженной в память микроконтроллера, могут получать управление, когда нажимается одна из этих кнопок, а также когда они нажимаются вместе.
В микроконтроллере micro:bit версии 2 добавлена еще одна кнопка – сенсорная. Ее роль теперь играет логотип, который раньше представлял собой простой рисунок, расположенный над матрицей светодиодов (рис. 3.3). Теперь этот логотип превратился в сенсорную кнопку.
В конце этой главы будет приведена программа, работающая с сенсорным логотипом.
Если вы создаете дистанционно управляемую модель марсохода (ровера), то сможете использовать кнопки, например, для управления движением. Используйте одну из этих кнопок, например, для включения движения вперед, другую – для включения заднего хода. Одновременное нажатие кнопок пригодится, например, для экстренной остановки моторов ровера.
Задаем действия при нажатии кнопок
Для того чтобы проверить действие кнопок на практике, добавьте в новый проект из палитры Ввод три блока кнопка нажата (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Блоки для обработки событий от кнопок
Текст программы можно загрузить из архива, он записан в файл BoxRover/ch03/microbit-кнопки-влево-и-вправо.hex.
Когда вы нажимаете кнопки A и B, в микроконтроллере возникают так называемые события. Эти события перехватываются блоками кнопка нажата. Если в тело этих блоков добавить другие блоки, то они получат управление при нажатии соответствующей кнопки, или двух кнопок одновременно.
Наша программа выполняет очень простые действия. Если нажать кнопку A, то программа нарисует на экране микроконтроллера стрелку, направленную на запад. Нажатие кнопки B приведет к тому, что будет нарисована стрелка, направленная на восток. И, наконец, если нажать обе кнопки одновременно, на экране будет нарисован значок сердечка (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Значки появляются при нажатии соответствующих кнопок
Обратите внимание, что мы не используем блоки постоянно и при начале. Обработка событий от нажатых кнопок выполняется блоками кнопка нажата независимо от работы блоков постоянно и при начале.
Для перехвата события создается так называемый программный хандлер (handler), или обработчик. Для одного события может быть создан только один обработчик.
Таким образом, вы можете создать только один обработчик для кнопки A, один – для кнопки B, и один для события, которое возникает при одновременном нажатии обеих кнопок.
Устройство, создающее событие, мы будем называть генератором событий. Как вы увидите дальше, помимо кнопок в микроконтроллере micro:bit существуют и другие генераторы событий, например, связанные с передачей данных по радио или через последовательный интерфейс UART.
Счетчик нажатий кнопок
Нашей следующей программой, работающей с кнопками A и B, будет несложный счетчик. Сразу после запуска значение счетчика будет равно нулю. При нажатии кнопки A значение счетчика увеличивается, а при нажатии кнопки B – уменьшается.
Программа счетчика показана на рис. 3.6 (файл BoxRover/ch03/microbit-Счетчик.hex).
