1、2021 全國青少年機器人技術等級考試三級課件日期：2021.06.06NAIVA老師走進 智能 殿堂 第1課 走進智能殿堂 日期：2021.06.06NAIVA老師1879年-愛迪生-電燈-劃破黑暗電子時代1904年-佛萊明-電子管-人類進入電子時代1946年-莫克利和艾克特-世界上第一臺計算機 第一臺計算機誕生的同一時期，電子技術開始與機器結合。開源硬件開源硬件：指自由及開放原始碼軟件相同方式設計的計算機和 電子硬件。Arduino的誕生可謂開源硬件發展史上的一個新的里程碑。Arduino這個詞起源于意大利，是1000多年前一位國王的名字。Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原

2、型平臺，由于其成本低，門檻低，在全世界迅速得到推崇。 它包含硬件(各種型號的Arduino板)和軟件(Arduino IDE)。Arduino起源套件拿取元件時，不要觸碰引腳和焊點，抓取元件的金屬部分。注意事項保持桌面的整潔，不要在桌子上放水和飲料，避免打翻后造成電路短路損失。WHAT IS ARDUINO ?5V 電源正（紅色插針）GND 電源負（黑色插針）RESET 復位Vin 電源輸入口D0-D13 數字信號輸入/輸出A0-A5模擬信號口（藍色插針）米思齊 - Mixly For Arduino代碼區程序構建區基本功能區提示區米思齊是由北京師范大學創客實驗室獨立研發的一款圖形化編程工具。

3、Arduino IDE 驅動、下載及安裝官方下載地址：https:/www.arduino.cc/en/Main/Software菜單欄工具欄項目選項卡程序編輯框信息顯示窗口主板型號及串口Arduino IDE 軟件運行窗口初始設置讓板載LED閃爍起來讓板載LED閃爍起來Arduino官網：https:/www.arduino.cc/Arduino 中文社區：/resource.php課后小結第2課 電路原理入門 日期：2021.06.06NAIVA老師生活中最常用的電器 手機、筆記本等電子產品豐富了我們的生活，當電子產品工作時，需要通過電池或者電源適配器供電?；靖拍預C-交流電DC-直流電

4、電流：電荷在導體中流動的現象。與電流類似，水的流動稱為水流。存在水位差，水往低處流。兩側水位相同，水不會發生流動。電流表示電荷流動強度的大小，電流的單位是 A（Ampere，安培）。電子產品消耗的電流越大，代表越耗電。工作電流：13A工作電流：24AArduino UNO每個引腳最大可輸出40mA的電流。UNO主控板總的輸出電流為200mA。智能手機的耗電量較低，通常采用毫安（mA）,工作電流約為200mA。1 A = 1000 mA基本概念電壓：水往低處流，因為水位差的存在。同樣，電荷的流動是因為 有電位差的存在，電位差通常稱為電壓。電壓表示推動電流能力的大小，電壓的單位是V（Volt，伏特

5、）Arduino UNO主控板的工作電壓是5V，此外主控板還提供3.3V的電壓輸出。接地：在電路中，一點的電壓是指這一點與參考點之間的電壓值。 通常把高電位稱為正極，參考點一般位于低電位稱為負極或接地（Ground，簡稱GND）。電路圖中，電源的接地通常用 表示?；靖拍?實際組裝時，所有接地都要連接在一起，稱為共地。這樣電路中所有電壓才能有一個相同的基準參考值?；靖拍頖ND（地）電阻：導體通過電流時，會阻礙電流通過，不同導體阻礙電流通過的能 力不同，電阻是指導體阻礙電流通過的能力大小。電阻的阻值單位是 （歐姆）。電阻沒有極性。符號為類似于水流流經水管時，水管內壁光滑程度不同，水的流量也會不

6、同。課后小結第3課 串并聯電路 日期：2021.06.06NAIVA老師找不同？找一找，兩幅圖片中的電子元器件有什么區別？電阻：電阻（resistance）縮寫為R，它是導體的一種基本性質，與導體的尺寸、材料、溫度有關。一般用色環來表示電阻阻值的大小，每一種顏色對應一個數字。第一個色環：第一個有效數字;第二個色環：第二個有效數字;第三個色環：第三個有效數字;第四個色環：表示倍率;第五個色環：表示誤差，即精度。色環電阻導線基本概念杜邦線：主要用于主板引腳的連接。一般與電源相連用紅色，與地相連采用黑色。公頭母頭基本概念基本概念歐姆定律的簡述是： 在同一電路中，通過某段導體的電流跟這段導體兩端的電壓

7、成正比，跟這段導體的電阻成反比。信號：反應信息的物理量。基本概念模擬信號（Analog）：在時間和數值上均有連續性的信號。大多數信息轉換成的信號均為模擬信號，例如：氣溫、水龍頭的流量、光的亮度等。基本概念數字信號（Digital）：在時間和數值上均有離散性的信號。數字信號一般通過模擬信號轉換而來。基本概念元件常見的電源和地的標識符如下：電源：+、V、5V、VCC、VDD地：-、G、GND、VEE、VSS確保元器件的接線正負極正確?；靖拍畎存I開關器件介紹發光二極管2顏色不同，有不同的工作電壓，在1.72.2V之間?；靖拍疃搪罚?在電路中，電流不流經用電器，直接連接電源兩極，則電源短路。 根據

8、歐姆定律I=U/R知道，由于導線的電阻很小，電源短路時電路上的電流會非常大。這樣大的電流，電池或者其他電源都不能承受，會造成電源損壞。 更為嚴重的是，因為電流太大，會使導線的溫度升高，嚴重時有可能造成火災。基本概念課后小結第4課 串并聯電路搭建 日期：2021.06.06NAIVA老師. 當我們在大街上，處處都可以見到的LED廣告牌，它們里的燈是一個一個亮或者一個一個依次變暗，有的同學可能想到的是用很多開關一個一個操作，到底是不是這樣控制的呢？生活中電路的串并聯電路生活中電路的串并聯電路電器依次連接，沒有分支點。串聯電器各元件并列連接在電路的兩點間。并聯所需器件：按鍵開關*2LED燈*1220

9、電阻*1杜邦線 若干項目一：搭建第一個電路-串聯電路項目搭建搭設說明： 本電路中的電阻稱為限流電阻（220680），與LED串在一起，電阻承擔一部分電壓，讓通過LED的電流不會太大。 如果沒有電阻，LED會比正常工作時更亮，但是只會持續很短的時間，便會被燒毀！1.進行電路連接操作前，應盡可能消除身體所帶的靜電，拿取電子元件時，手避免直接和引腳接觸。2.不得帶電插拔元件，須先關閉電源，然后進行元器件的插拔操作。3.電路通電前，先檢查，避免短路，避免元器件正負極接反而造成電路損壞。電路搭設注意事項：項目搭建電路搭設：注意！LED燈必須與電阻串聯在一起，一同接入電路中。紅線接電源，黑線接地，方便排查

10、電路！串聯電路運行：電路檢查無誤，將Arduino UNO主控板通過USB線與計算機相連。只有當兩個按鍵同時按下，LED點亮。兩個按鍵處于串聯狀態，串聯電路中任何一個元件斷開，電路都處于斷開狀態。串聯電路中，流經每個原器件的電流大小是相同的。項目二：搭建第一個電路-并聯電路所需器件：按鍵開關*2LED燈*1220電阻*1杜邦線 若干項目搭建并聯電路運行：將Arduino UNO主控板通過USB線與計算機相連。在兩個按鍵開關中，當按下其中一個時，LED點亮。在電路中，兩個按鍵并聯連接在電路中，在并聯電路中，當并聯的元器件有一個處于閉合狀態時，整個電路處于閉合狀態。并聯電路中，電路兩端的電壓是相同

11、的。 剛才搭建的兩個項目串聯和并聯電路中，使用了哪些電子元器件？Arduino UNO主控板在整個電路中僅作為電源使用。課后小結第5課 初識流程圖 日期：2021.06.06*老師知識準備： Arduino UNO主控板的D0D13和A0A5共20個引腳，都可以作為數字信號引腳來使用。這些引腳具備兩種功能狀態：輸入（讀取數字信號）和輸出（輸出數字信號）。Arduino UNO主控板高低電平電壓范圍例如： 當引腳為輸出狀態（OUTPUT）時，通過程序向引腳寫數字0，則該引腳輸出的低電平為 0 V，LED滅。 通過程序向引腳寫數字1，則該引腳輸出的高電平為 5 V，LED亮。電平狀態對應數值引腳電

12、壓范圍輸入狀態輸出狀態高電平13.55.5v5v低電平0-0.51.5v0v如何通過程序讓LED燈實現閃爍效果？如何用流程圖來描述這一過程？亮滅亮滅亮滅亮.1010101. 流程圖是對過程、算法、流程的一種圖像表示，在技術設計、交流及商業簡報等領域有廣泛的應用。 通常用一些圖框來表示各種類型的操作，在框內寫出各個步驟，然后用帶箭頭的線把它們連接起來，以表示執行的先后順序。用圖形表示算法，直觀形象，易于理解。 有時候也被稱之為輸入-輸出圖。顧名思義，就是用來直觀地描述一個工作過程的具體步驟。什么是流程圖？流程圖：是使用圖形來表述程序思路的一種方法，形象直觀，易于理解。1、繪制流程圖時，為了提高流

13、程圖的邏輯性，應遵循從左到右、從上到下的順序排列，而且可以在每個元素上用阿拉伯數字進行標注。2、從開始符開始，以結束符結束。開始符號只能出現一次，而結束符號可出現多次。若流程足夠清晰，可省略開始、結束符號。3、連接線不要交叉。4、當各項步驟有選擇或決策結果時，需要認真檢查，避免出現漏洞，導致流程無法形成閉環。畫流程圖時需要注意哪些問題?用自己的語言去描述下面幾個流程圖：檢測電燈不工作原因的流程圖：下圖為某學科安排教學流程，請以教師口吻來描述該流程如何用流程圖來描述這一過程？亮滅亮滅亮滅亮.1010101.高低高低高低高. 在后續的項目中，在編寫之前，要養成繪制流程圖的習慣，通過繪制流程圖，可以

14、幫助我們更好的理清思路，從而順利地編寫出相應的程序。課后小結第6課 炫彩流水燈 日期：2021.06.06NAIVA老師 以上都是電源控制電路，我們今天要搭建第一個程序控制電路所需器件：LED燈(紅/綠/黃)*1220電阻*1杜邦線 若干項目三：閃爍LED燈定義數字信號端口的輸與輸出。MIXLY程序試著將延遲時間改為50ms和10ms會有什么變化？ 上一個項目是通過程序控制一個LED燈的閃爍，常見的炫彩流水燈是有多個LED燈依次亮滅，遠看給人燈在流動的視覺感受。項目四：炫彩流水燈 依次點亮 黃、綠、紅3個LED燈。 黃、綠、紅3個LED的陽極通過杜邦線分別與UNO的4、10、12引腳相連。LE

15、D燈(紅、綠、黃)*1220電阻*3杜邦線 若干所需器件：項目四：炫彩流水燈如何用流程圖來描述3個LED燈依次亮滅的這一過程？ 常量、變量、函數是學習編程必須要理解的概念之一。 變量是程序中數據的臨時存放場所。 在代碼中可以只使用一個變量，也可以使用多個變量，變量中可以存放單詞、數值、日期以及屬性。變量名命名規則：變量名必須以字母打頭，名字中間只能由字母、數字和下劃線“_”組成；變量名的第一個字不能是數字；變量名不能和系統的關鍵字重名；變量名區分大小寫，例如pin和Pin代表兩個不同的變量名；變量名應該盡可能使用有含義的名字，例如Led、Pin；當使用兩個或兩個以上的單詞作為變量名時，一般采用

16、“駝峰式”寫法，即從第二個單詞開始，首字母大寫，例如本例中的變量名“yellowLedPin”;數據類型：0或1（true或false）0255-128127MIXLY程序 程序一條條依次順序執行，沒有發生跳轉。叫做程序運行的順序結構。課后小結第7課 三種電路 日期：2021.06.06NAIVA老師形形色色的開關項目一：通過按鍵開關點亮LED燈如果按鍵按下，按鍵值為1，點亮紅燈，綠燈滅；如果案件松開，按鍵值為0，點亮綠燈，紅燈滅。所需器件：按鍵開關*1LED燈*2220電阻*210K電阻*1杜邦線 若干搭設說明： 在電路中，通過按鍵開關來切換高、低電平，一般通過串聯一個10K的電阻來實現。通

17、過按鍵來切換高低電平，常見電路有三種，分別為：上拉電路； INPUT下拉電路； OUTPUT內部上拉電路。 INPUT_PULLUP上拉電阻： 當按鍵開關斷開時，數字引腳通過電阻和5V電源相連接。產生高電平，數字返回值為1。 當按鍵開關閉合時，數字引腳的電壓和地相連接，產生低電平，數字引腳函數的返回值為0。 電路中的10K電阻，稱為上拉電阻。接arduino數字引腳下拉電阻： 當按鍵開關斷開時，數字引腳通過電阻和地相連接。產生低電平，數字返回值為0。 當按鍵開關閉合時，數字引腳的電壓和5V電源相連接，產生高電平，數字引腳函數的返回值為1。 電路中的10K電阻，稱為下拉電阻。接arduino數字

18、引腳接arduino數字引腳+5V+5V接arduino數字引腳判斷，這兩種電路屬于哪一種電路？x當數字引腳的工作模式設置為INPUT時：接arduino數字引腳+5V 當按鍵開關斷開時，數字引腳既沒有接高電平，也沒有接地。這種情況稱為懸空。 此時，讀取的數字端口值是不確定的?？赡苁荋IGH，也可能是LOW，所以這種接法，返回的數據是不可以使用的。錯誤示例1：+5V接arduino數字引腳錯誤示例2： 按鍵開關閉合時，電源直接與地相連，此時會造成短路。 當數字輸入引腳的工作模式設置為INPUT時，讀取按鍵值，一定要在電路中設置一個上拉電阻或者下拉電阻。電阻的阻值一般為10K。采用上拉電阻時，當

19、按鍵斷開時，函數返回值為1。采用下拉電阻時，當按鍵斷開時，函數返回值為0。內部上拉電路： 除了上面兩種接法外，在ATmega328控制器內部，還集成有內部上拉電阻。上拉電阻的阻值為20K。 可以再管腳模式中設置上拉輸入 INPUT_PULLUP，來啟用內部上拉電阻。 啟用控制器內部的上拉電阻后，按鍵開關就可以省略外接電阻。當開關斷開時，數字讀取函數的返回值為1。當開關閉合時，數字讀取函數的返回值為0。接arduino數字引腳+5VATmega328控制器 當采用內部上拉電阻電路時，按鍵的一端和數字引腳相連，另外一端和地相連。內部上拉電路示意圖：思考與按鍵相連接的10K電阻，屬于哪種類型的電阻？

20、課后小結第8課 按鍵開關點亮LED日期：2021.06.06NAIVA老師十字路口的監控，可以監測到違法亂章的車主，小區里的攝像頭可以監測到小區里的治安情況。那么我們的代碼有沒有一個監測正誤的端口呢？串口監視器：可以幫助檢查代碼的錯誤MIXLY - 串口監視器 ：下面兩段代碼串口監視器顯示的數據區別是什么？如果要在串口監視器中輸出 hello = xxx(你的姓名) 要怎樣去編寫程序？ 在程序中，經常需要根據當前的數據進行判斷，以進行下一步的操作，在編程中稱為選擇結構。當判斷條件成立時，執行命令A。當判斷條件不成立時，執行命令B。什么是選擇結構？MIXLY中表達選擇結構的選擇語句：選擇語句的分

21、支怎樣去讀取數字按鍵開關的值？ 程序從與按鍵開關相連的數字按鍵引腳讀取按鍵值，對數字引腳寫前必須先設置引腳的工作模式。如果要讀取按鍵開關的值，要選哪一條編程語句？MIXLY程序當有多個引腳和端口且狀態不確定時，該如何定義？xMIXLY程序如何定義按鍵的變量并讀取、賦初值？如何通過串口監視器觀測按鍵是否被按下？用按鍵切換兩種顏色的LED燈亮滅效果,并觀察串口監視器：項目進階嘗試修改程序為，當按鍵開關按下時，常量的LED燈變為閃爍。將按鍵電路中的電源極性互換，即與按鍵相連的5v改為連接GND，與10K電阻相連的GND改為連接5V。重新上電后，觀察串口監視器數據的變化。思考題1.上拉電阻和下拉電阻的

22、作用是什么？ 上拉電阻或者下拉電阻的阻值一般為多大？2.如何啟動內部上拉電阻？3.當引腳為數字輸入時，如何避免引腳處于懸空狀態？4.默寫選擇結構的流程圖。課后小結第9課 摩斯電碼 日期：2021.06.06NAIVA老師關聯詞不但而且、不光也、既又、不僅還盡管可是、雖然但是、卻、然而、.可是.如果就、 即使也 、要是那么 無論都 、不管也、如果否則一邊一邊、既是.也是.、是是【如果】和【如果-否則】模塊當我們需要判斷是否符合某些結果來決定是否要執行不同的程序時，【如果】和【如果-否則】模塊是一個很方便的結構，判斷結果決定是否執行內部的程序。在程序當中，若有以下兩種結構，便會依據不同的條件選擇，

23、執行不同的程序片段，以達成不同的目的?！救绻科浜x為：只要滿足如果后面的條件，便執行條件里的內容，如果不滿足，則什么都不執行?！救绻?否則】其含義為：只要滿足如果后面的條件，便執行條件里的內容，否則執行下邊框的內容。項目一：制作“按鈕按下亮，放開滅”的LED所需器件：LED模塊*1按鈕模塊*1杜邦線若干按鈕模塊 按鈕，按鍵模塊采用手感舒適的輕觸按鍵，當按下按鍵，直接將按鍵的兩極導通連接，也就相當于合上我們的開關。在實驗中，我們利用按下按鍵觸發點亮LED燈，當松開按鍵時，燈熄滅。 因為我們這個使用的是封裝好的按鈕模塊。在我們這款按鈕中，按下是0（LOW），放開是1（HIGH），也就是說松開按鈕

24、并不是斷路，而只是輸出信號為0。從下圖所示類別標識可以看出這個要接數字接口。注意不同廠家生產的按鈕可能不同。通常黑線接GND，紅線接5V，綠線接數字針腳。自行連接設計電路： 連接電路時，按鈕模塊與LED模塊一樣，都要接到數字口。其中我們把按鈕模塊接到數字口2，把LED模塊接到數字口3。MIXLY程序 在我們看的各種戰爭片中，部隊之間交流往往會被間諜所竊取，人們為了不讓敵人知道重要情報，所以就發明了摩爾斯密碼又稱莫斯電碼。它的代碼包括五種： 點、劃、點和劃之間的停頓、每個字符間短的停頓（在點和劃之間）、每個詞之間中等的停頓以及句子之間長的停頓。項目二：制作一個SOS求救燈所需器件：LED模塊*1

25、按鈕模塊*1杜邦線若干 首先我們要知道SOS求救信號用莫斯電碼表示為“ .-.”（三個圓點，三個破折號，然后再加三個圓點），轉化為我們的小燈也就是三個短亮，加三個長亮，最后又三個短亮。我們在程序里，把短亮設定為0.5秒。長亮設定為1秒。MIXLY程序課后小結第10課 蜂鳴器響起來 日期：2021.06.06NAIVA老師常見的運算符：比較運算符=說明等于 (A1=B1)小于 (A1=B1)小于或等于 (A1=B1)（不等號）當條件判斷語句中的條件判斷由兩個以上的條件組成時，需要使用邏輯運算符。邏輯運算符有三個：&（與）、|（或）、！（非）。邏輯運算符表：運算符名稱說明&與（AND）A&B，只有

26、當A和B兩個條件都成立時，整個條件才成立。|或（OR）A|B，A和B兩個條件中有一個成立時，整個條件就成立。！非(NOT)！A，當條件A不成立時，整個條件成立。MIXLY中的邏輯運算語句 對于普通人，沒光是不怎么可怕的，關鍵是沒聲音，非?？膳碌捏w驗。在環境聲音低于10分貝時，可以聽到自己的心跳聲，關節骨骼的摩擦聲音，肌肉張緊的聲音，呼吸的聲音聽起來極其恐怖，如果本來就聾子，不知道聲音是什么，反而不會覺得害怕，正常人48小時，估計95%以上會出現精神問題。項目二：蜂鳴器響起來所需器件：蜂鳴器模塊*13P數據線*1 在前面的項目中，學習了如何點亮LED，如何獲取按鍵開關的值。在點亮LED的過程中，

27、需要 串聯一個-LED模塊- 220的限流電阻LED模塊串聯一個10K的電阻在后續電路的搭建中，我們將直接采用模塊來搭設電路，使搭建更加方便快捷。 通過按鍵開關來切換高、低電平，一般通過 來實現。-按鍵模塊-按鍵模塊采用模塊搭設電路時，套件中提供了專用的防反插數據線。白色防反插端口黑色杜邦母口3p4p4p2+1+11+1+1+1防反插杜邦線蜂鳴器模塊：是由蜂鳴器和外圍電路組成。0v5v蜂鳴器發聲方波示意圖蜂鳴器模塊蜂鳴器按照驅動方式分為無源蜂鳴器：不用區分正負極?！霸础辈皇侵鸽娫矗侵刚袷幵?。有源蜂鳴器，內部帶振蕩源，所以只要一通電就會發聲。而無源蜂鳴器內部不帶振蕩源，用直流信號無法令其發聲

28、，必須2005000HZ頻率的矩形波去驅動它。有源蜂鳴器：有極性，正面標注有正極，引腳有長短之分，長腳是正極，短腳是負極。搭設說明： 蜂鳴器模塊的三個引腳分別連接 5V 、GND和數字引腳9。MIXLY程序嘗試更改，延時中的數字參數，看看會發生什么變化？產生一個方波第11課 循環語句 日期：2021.06.06NAIVA老師 以環形、回路或軌道運行;沿曲折的路線運行;特指運行一周而回到原處,再轉。或說反復地連續做某事。循環circle循環語句：是由循環體及循環的終止條件兩部分組成的。 一組被重復執行的語句稱之為循環體。 能否繼續重復，決定循環的終止條件。 循環語句就是根據循環條件反復執行相同的

29、語句，直到循環條件不成立。MIXLY中的循環for(i=1;i10時，循環結束。等效于MIXLY中的循環語句:知識點回顧：串口監視器算術運算符說明算術運算符說明+加/除-減%取模*乘算術運算符表：怎樣在串口監視器中打印出1-10十個數字？怎樣在串口監視器中打印出10-1十個數字？項目一：完成數字的打印利用串口監視器：生成一個九九乘法表。利用循環語句項目二：九九乘法表示例程序：第12課 自助式紅綠燈 日期：2021.06.06NAIVA老師. 當人按下過街按鈕，需要耐心等待一小會，人行道方向的綠燈才會亮。這樣既可以確保行人安全，也可以給機動車一個反應時間。生活中的自助式紅綠燈自助式紅綠燈的工作流

30、程：1.當自助式紅綠燈的按鈕沒有被按下時， 主路顯示綠燈，人行道顯示紅燈；2.當按鈕被按下后，主路的綠燈延時一段時間后，由綠燈經黃燈轉為紅燈。3.當主路為紅燈時，人行道的綠燈點亮。當人行道的綠燈還剩很短的時間時，蜂鳴器應該急促提醒，同時綠燈閃爍，以防止行人正在過馬路時，紅綠燈發生變化而發生危險。如何用流程圖來描述這一過程？項目三：自助式紅綠燈所需器件：交通燈模塊*2按鍵模塊*1蜂鳴器模塊*13P數據線*24P數據線（3+1）*2所有的元器件均采用模塊化器件進行搭設。上傳程序后，主路的綠色LED燈和人行道的紅色LED燈亮。按鍵按下，主路綠燈滅，黃燈亮，延時一段時間后，主路紅燈亮，人行道紅燈滅，綠

31、燈亮。延時一段時間后，人行道綠燈閃爍，蜂鳴器發聲，然后恢復到主路通行狀態，綠燈亮。電路的搭設：函數的調用： 在程序編寫的時候，經常將執行某一功能的語句打包成一個模塊，稱為函數。需要時，直接調用該函數即可，而不需要重新編寫相應程序。等效于 函數的使用，使程序的結構化程度大大提高，在簡化程序的同時，提高了程序的可維護性和可讀性。程序分析：主路的三個紅綠燈人行道的紅綠燈按鍵的引腳設置蜂鳴器的引腳設置MIXLY程序 當按鍵沒有按下時，主路只綠燈亮，人行道只紅燈亮MIXLY程序 當按鍵按下時，主路只黃燈亮1s后，主路紅燈亮，人行道只綠燈亮。 人通行5s后綠燈閃爍，蜂鳴器響。重復十次。MIXLY程序 蜂鳴

32、器發聲函數，重復十次。 綠燈閃爍，蜂鳴器響。MIXLY程序課后小結第13課 常用的數制日期：NAIVA老師NAIVA老師看圖猜成語意思是指彼此不相上下，實力相當。在舊制中一斤為十六兩，八兩即半斤，故八兩和半斤質量相等。古時，一斤有十六兩，和現在的一斤十兩，雖然數值不同，但表達的數量是相等的。 十六和十分別代表不同的數制。 電子電路中，也有自己的數制。文本、圖形、圖像、音頻、視頻信息在計算機中都以二進制的形式存儲和處理。 人們輸入計算機的十進制被轉換成二進制進行計算，計算后的結果又由二進制轉換成十進制，這都由操作系統自動完成，并不需要人們手工去做。 在計算機內部，數值數據也用二進制表示。在程序中

33、，多以八進制、十進制或十六進制書寫。十進制十進制十進制-二進制二進制-十進制轉換 計算機的數制采用進位計數制。所謂進位計數制是指用一組特定的數字符號按照 進位 規則來表示數的計數方法。計數制的組成：基碼、基數和位權值。 基碼：組成該數的所有數字和字母。 基數：進位計數制中所使用的不同基碼的個數稱為該進位計數制的基數。 例如十進制的計數符號數是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共計10個，則十進制的基數是10。 位權：一個數字符號處在某個位上所代表的數值是其本身的數值乘上所處數位的一個固定常數，這個不同數位的固定常數稱為位權(簡單的說就是位數的次冪）。 例如，十進制6666中每個“6”代表的

34、值是不同的。第1個6代表6*103，第2個6代表6*102，第3個6代表6*101，第4個6代表6*100。常用的數制有十進制二進制八進制十六進制 十進制數及其特點 十進制數(Decimal notation)的基本特點是基數為10，用十個數碼0，1，2，3，4，5，6，7，8，9來表示，且逢十進一，各位的位權是以10為底的冪。 例如，我們可以將十進制數(2836.52)10表示為： (2836.52)10=2103+8102+3101+6100+510-1+210-2這個式子我們稱之為十進制數2836.52的按位權展開式。二進制數及其特點 二進制數(Binary notation)的基本特點

35、是基數為2，用兩個數碼0，1來表示，且逢二進一，因此，對于 一個二進制的數而言，各位的位權是以2為底的冪。 例如：二進制數(110.101)2可以表示為： (110.101)2=122 +121 +020+12-1 +02-2 +12-3 八進制數及其特點 八進制數(Octal notation)的基本特點是基數為8，用0，1，2，3，4，5，6，7八個數字符號來表示，且逢八進一，因此，各位的位權是以8為底的冪。 例如：八進制數(16.24)8可以表示為： (16.24)8=181 +680 +28-1 +48-2十六進制數及其特點 十六進制數(Hexadecimal notation)的基本

36、特點是基數為16，用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F十六個數字符號來表示，且逢16進一，因此，各位的位權是以16為底的冪。 例如：十六進制數(5E.A7)16可以表示為： (5E.A7)16=5161 +E160 + A16-1 +716-2二進制八進制十進制十六進制00000000001111001022200113330100444010155501106660111777100010881001119910101210A10111311B11001412C11011513D11101614E11111715F不同進制間的表示方法不同數制間的轉換二-十轉換十-

37、二轉換規則：用2輾轉相除至結果為1，將余數和最后的1從下向上倒序寫，就是結果。練習： 對235進行十-二轉換練習：將（35）10轉化為二進制；將（173）10轉化為二進制。 規則： 由于四位二進制恰好有16個狀態，所以在二進制數轉換成十六進制時，只需要從低位到高位將每4位二進制數分成一組，用等值的十六進制數代替即可。十六進制數轉換成等值的二進制數，只需要將十六進制數的每一位用等值的四位二進制數代替就行。二-十六轉換二進制0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111十六進制0123456789ABCDEF二-八轉

38、換 規則： 二-八轉換與二-十六轉換類似，由于3位二進制數恰好有8個狀態，所以在二進制數轉換成八進制時，只要從低位到高位將每三位二進制數分成一組，用等值的八進制數代替即可。八進制數轉換成等值的二進制數，只需將八進制數的每一位用等值的3位二進制數代替就行。二進制八進制0000000011001020011301004010150110601117100010100111101012101113110014110115111016111117例如，數（8FA）16=（100011111010）2的轉換如下: (8 F A)16=(1000 1111 1010)2=（0011 1001 1110）2

39、 =（69C）16 練習：（39E）16=（ ）2 (11010011100)2=()16例如：數（752）8=（111101010）2的轉換如下： （ 7 5 2 ）8=（ 111 101 010 ）2練習：（7 5 1）8=（ ？ ）2 =（ 1 1110 1001 ）2 一般來說， 十進制數、八進制數、十六進制數間的轉換，一般都是先轉換成二進制數，然后將二進制數轉換成等值的制數。課后小結第14課 初識電位器 日期：2021.06.06NAIVA老師生活中測量不同的數據，我們有不同的測量工具。如何測量電位器的輸出值范圍呢？項目一：讀取電位器的模擬信號值所需器件：電位器模塊*13P數據線*1

40、 如下圖所示，電位器模塊由電位器封裝而成。電位器是可變電阻中的一種。電位器模塊 電位器有三個觸點，它由一個電阻體和一個轉動系統組成。當電阻體的兩個固定觸點（兩端引腳）之間外加一個電壓時，通過轉動系統改變中間引腳上分到的電壓比例，從而改變輸出的電壓值，如下圖所示：+-5v0v+-5v3.33v+-5v5v搭設說明： 將電位器模塊的GND和VCC引腳通過3P數據線分別連接到擴展版的GND和5V，AO引腳連接到擴展版的A0引腳，這是旋轉按鈕，AO引腳的電壓值在05V之間變化。+5VA0引腳電位器分壓示意圖電路的搭設：設置電位器模塊的連接引腳，將電位器接入電路中。通過編寫程序觀察調節電位器的旋鈕時，觀

41、察模擬值的變化量并記錄數據。MIXLY程序課后小結第15課 調光燈 日期：2021.06.06NAIVA老師 生活中接觸到的大多數信息是隨著時間連續變化的，如聲音、溫度、壓力、流量等。表達這些信息的電信號，稱為模擬信號（Analog Signal）。在Arduino控制的系統中，一般使用05V的電壓來表示模擬信號。 模擬輸入引腳帶有ADC（Analog-to-Digital Converter（模擬到數字信號的轉換功器）功 能，將外部輸入的模擬值電壓信號轉換成芯片運算時可以識別的數字信號，從而實現讀入模擬值的功能。模擬/數字轉換分為取樣和量化兩個階段，如下圖所示： UNO主板所采用的控制芯片的

42、ADC（模擬到數字信號的轉換功器）有10位精度，210=1024，即可以將05V的電壓轉換為01023的整數形式表示，如下表所示：輸入電壓/V模擬信號讀取的返回值00.2.5512.51023輸入電壓與模擬信號的返回值對照表 項目一的時候，我們學了通過模擬信號輸入函數來讀取模擬輸入引腳的電壓值，并以01023之間的整數值顯示出來。 相對應，Arduino也提供了模擬信號輸出函數。項目二通過電位器來控制LED燈亮度的漸變，利用模擬信號輸出函數控制LED燈的亮度變化。項目二：通過電位器控制LED燈的亮度所需器件：LED燈模塊*1電位器模塊*13P數據線*2電路的搭設： LED燈的DI引腳和數字引腳

43、3相連，電位器模塊的AO引腳和模擬引腳A0相連。 本項目通過電位器來控制LED燈亮度的漸變，利用模擬信號輸出函數控制LED燈的亮度變化。模擬信號輸入函數中的參數值Value和輸出電壓對照表Value參數值輸出電壓/V00.1282.5.2555MIXLY程序燈泡為什么在漸變的過程閃了三次？MIXLY程序更改程序后打開串口監視器你發現了什么？ 將程序上傳到UNO版后，打開串口監視器，旋轉電位器的按鈕，觀察串口監視器顯示的數值在0-1023之間不斷變化。當數值為1023時，LED燈最亮。課后小結第16課 光控燈 日期：2021.06.06NAIVA老師光敏電阻也可用于路燈上節能項目三：通過光敏電阻

44、調整LED燈的亮度所需器件：光敏電阻*1LED燈模塊*11K電阻*13P數據線*1杜邦線若干光敏電阻 (light-dependent resistor 可縮寫成 LDR) 光敏電阻是利用硫化鎘或硒化鎘等半導體材料的光電導效應制成的一種電阻隨入射光的強弱而改變的電阻器。 光照愈強，阻值就愈低，隨著光照強度的升高，電阻值迅速降低，亮電阻值可小至1k以下。光敏電阻對光線十分敏感，其在無光照時，呈高阻狀態，暗電阻一般可達1.5M。（光強則電阻減小，弱則增大）。為了增加靈敏度，光敏電阻兩個電極常做成梳狀。在電路圖中，光敏電阻的符號如下圖所示：光敏電阻沒有極性，在連接電路時，可隨意放置。光敏電阻 在電路

45、中，為了讀取光敏電阻隨光線強度的變化值，電路連接時需要串聯一個電阻。 串聯電阻的目的就是利用串聯分壓原理，當光敏電阻阻值變化時，模擬輸入引腳處的電壓會隨之變化，讀取的數值也因此而變化。+5VA0引腳1K在前面的項目中，學習了如何點亮LED，如何獲取按鍵開關的值。在點亮LED的過程中，需要 串聯一個220的限流電阻。用LED燈模塊就不用再去串聯電阻。LED模塊搭設說明： 利用光敏電阻的阻值隨光照強度變化的特性，在電路中一定要串聯一個電阻，方能讀取到變化的數據。串聯電阻的阻值需要根據設計確定。本項目中采用串聯1K電阻。程序回顧程序回顧倍數關系Value參數值輸出電壓/V00.1282.5.2555不規則數量的轉化：映射 ？ 用串口監視器串口觀測映射前后值的變化，讓串口監視器顯示出，Value=A-B，A為映射前的值，B為映射后返回的值。 程序應該怎么設置？想一想A和B的值語句和映射語句之間的順序關系。MIXLY程序課后小結第15課 調光燈 日期：2021.06.06NAIVA老師 生活中接觸到的大多數信息是隨著時間連續變化的，如聲音、溫度、壓力、流量等。表達這些信息的電信