Mind+Python编程进阶系列课程-教程使用说明

Python编程进阶系列教程—序章

一、教程简介

本套教程承接于Python编程入门教程纯软部分，是该系列教程的第二部分。

Python编程入门教程查看：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-309635-1-1.html

教程中，以mind+软件为编程工具，使用python编程语言，结合micro:bit控制器及其余诸多硬件，实现智能厨房安防、植物监测、鱼缸水位控制等各类场景的应用项目，不仅能够让学生加深对Python语言的理解与应用，还能补充学习各类硬件知识并巩固知识点在实际运用中的作用。

二、教程大纲

三、单节教程结构

软硬件概述


本系列教程以Mind+软件的“Python 模式”为开发工具（自带基于Python3.6.5的开发环境），结合Python基础语法以及pinpong库，编写python代码，控制micro:bit开发板等硬件器材实现项目的探究设计。

其中，我们的硬件器材可以分为控制器、执行器、传感器和配件四大部分。

这里的“控制器”，也叫“智能终端”，我们可以简单理解为具有存储、控制等多种功能的智能设备，好比人的大脑，可以存储信息，控制人的行为。“执行器”也叫“输出单元”，就像人的四肢一样，在大脑的控制下可以行走、跳舞，做各种不同的动作。所谓的“传感器”，也可称为“输入单元”，它是一种检测装置，能够感知物体的信息，就像人的五官，可以感受周围的声音、光线等环境信息，并将感受到的信息告诉我们的大脑。

接下来我们将详细了解一下以下内容：

一、什么是micro:bit?

二、什么是mind+?

三、什么是pinpong库？

一、什么是micro:bit

micro:bit 是一款专为青少年编程教育设计的微型电脑，由英国的非盈利组织micro:bit基金会在全球范围内运营推广。它能够轻松胜任各种编程相关的教学与开发场景，如编写电子游戏、声光互动、机器人控制、科学实验、可穿戴装置开发等。

micro:bit作为智能终端设备，其板子本身内置了诸多元器件，如点阵屏、按钮、加速度计、电子罗盘、金手指等，可用于实现相应的功能，具体如下图，

上两幅图分别是micro:bit的正反面，图中有标识的部分为常用的板载元器件。而要想控制micro:bit实现板载元器件的各种功能则首先需要给其供电。micro:bit可以通过两种方式供电，一种通过USB供电，另一种通过外接3V DC电源供电。通电后，“Micro USB接口”左侧的电源指示灯和通信指示灯就会亮起，而在下载程序的过程中，其中的通信指示灯会不停闪烁。

同时，micro:bit还有很多扩展引脚，可通过外接扩展板进而与更多硬件设备相连接，实现读取传感器数据，控制执行器运行等功能。具体引脚如下，

注：micro:bit有V1旧版、V2新版两个版本，差别如下图。本套教程基于V1版编写，但所有程序同时兼容两个版本！

二、什么是mind+

micro:bit板子和电脑间，我们可以用USB线这一硬件构建物理连接，但仅仅做到这一步就好比是买来了各式各样的硬件、组装好了电脑，但是没有软件无法使用这些硬件。那么要如何建立这两者之间信息的连接呢？

答案便是Mind+！它为两者架起了虚拟的桥梁，从而实现代码的烧录、串口的连接，实时数据流的传输等功能。

Mind+是一款拥有自主知识产权的国产青少年编程软件，集成各种主流主控板及上百种开源硬件，支持人工智能（AI）与物联网（IoT）功能，既可以拖动图形化积木编程，也可以使用Python/C/C++等高级编程语言，让大家轻松体验创造的乐趣。

注：本教程基于Mind+1.7.1 RC2.0 编写

下载地址：http://mindplus.cc/

三、什么是pinpong库

通过Mind+软件我们可以使计算机与micro:bit连接起来，但如何才能控制micro:bit等硬件设备运行起来呢？

这里我们需要使用pinpong库。pinpong库是一套控制开源硬件主控板的Python库，基于Firmata协议，5分钟即可让你上手使用Python控制开源硬件。

借助于pinpong库，直接用Python代码就能给各种常见的开源硬件编程。其原理是给开源硬件烧录一个特定的固件，使开源硬件可以通过串口与电脑通讯，执行各种命令。

pinpong库的名称由“Pin”和“Pong”组成，“Pin”指引脚，“pinpong”为“乒乓球”的谐音，指信号的往复。

pinpong库的设计，是为了让开发者在开发过程中不用被繁杂的硬件型号束缚，而将重点转移到软件的实现。哪怕程序编写初期用其他板子开发，部署时改成了micro:bit板子，只要修改一下硬件的参数就能正常运行，实现“一次编写处处运行”。

注：关于micro:bit板子、mind+软件及pinpong库的具体使用，我们将在后续的教程中再详细介绍。