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[经验] 【Arduino】108种传感器模块系列实验(122)---micro:bit 开发板

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  • TA的每日心情
    开心
    2019-10-16 06:31
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2019-9-10 06:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
    37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。

    【Arduino】108种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)
    实验一百二十二: BBC microbit micro:bit,bit go,bit club python图形编程开发板


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     楼主| 发表于 2019-9-16 12:10 | 显示全部楼层
    Arduino 系列传感器和模块实验目录清单:
    一块扩展板完成Arduino的10类37项实验(代码+图形+仿真)
    https://www.arduino.cn/thread-88696-1-1.html
    实验一:干簧管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86350-1-1.html
    实验二:光敏电阻传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86393-1-1.html
    实验三:微波雷达感应开关模块
    https://www.arduino.cn/thread-86397-1-1.html
    实验四:振动传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86512-1-1.html
    实验五:热敏电阻温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86520-1-1.html
    实验六:KY-038高感度声音传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86576-1-1.html
    实验七:旋转电位器模块
    https://www.arduino.cn/thread-86866-1-1.html
    实验八:湿度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-87993-1-1.html
    实验九:火焰(红外线)传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88283-1-1.html
    实验十:敲击传感器模块KY-031
    https://www.arduino.cn/thread-88401-1-1.html
    实验十一:金属触摸传感器模块KY-36
    https://www.arduino.cn/thread-88422-1-1.html
    实验十二:开关霍尔磁力传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88461-1-1.html
    实验十三:触摸传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88523-1-1.html
    实验十四:倾斜传感器模块(角度开关)
    https://www.arduino.cn/thread-88530-1-1.html
    实验十五:手指侦测心跳传感器模块KY-039
    https://www.arduino.cn/thread-88557-1-1.html
    实验十六:电容式数字触摸传感器模块(TTP223 )
    https://www.arduino.cn/thread-88567-1-1.html
    实验十七:HC-SR312微型热释电传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88578-1-1.html
    实验十八:0.25W太阳能滴胶板传感器模块(45X45毫米)
    https://www.arduino.cn/thread-88669-1-1.html
    实验十九:常闭型SW-420震动开关传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-88672-1-1.html
    实验二十:水银开关传感器模块(KY-017)
    https://www.arduino.cn/thread-88787-1-1.html
    实验二十一:激光头传感器模块(KY-008)
    https://www.arduino.cn/thread-88842-1-1.html
    实验二十二:MAX7219点阵显示模块(8X8 LED共阴)
    https://www.arduino.cn/thread-88851-1-1.html
    实验二十三:NE555频率可调脉冲发生器模块(方波简版)
    https://www.arduino.cn/thread-88867-1-1.html
    实验二十四:水位水滴传感器模块(Water Sensor)
    https://www.arduino.cn/thread-88886-1-1.html
    实验二十五:MQ-2气敏式烟雾传感器模块(甲烷等)
    https://www.arduino.cn/thread-88906-1-1.html
    实验二十六:4X4矩阵键盘模块(轻触式按键)
    https://www.arduino.cn/thread-88966-1-1.html
    实验二十七:GY-BMP280-3.3 高精度大气压强传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89010-1-1.html
    实验二十八:三色5050 RGB全彩LED模块 KY-009
    https://www.arduino.cn/thread-89022-1-1.html
    实验二十九:DS1302实时时钟模块(带电池  掉电走时)
    https://www.arduino.cn/thread-89070-1-1.html
    实验三十:光敏二极管传感器模块(英语photodiode )
    https://www.arduino.cn/thread-89129-1-1.html
    实验三十一:ISD1820录音语音模块(8-20秒)
    https://www.arduino.cn/thread-89154-1-1.html
    实验三十二:雨滴传感器模块(雨水/雨量/叶面湿度)
    https://www.arduino.cn/thread-89184-1-1.html
    实验三十三:ESP8266串口WIFI收发无线模块 (ESP-01S)
    https://www.arduino.cn/thread-89245-1-1.html
    实验三十四:三色LED交通灯模块(红绿黄灯)
    https://www.arduino.cn/thread-89273-1-1.html
    实验三十五:模拟量声音传感器模块(4线制)
    https://www.arduino.cn/thread-89289-1-1.html
    实验三十六:WS2812B智能外控集成LED四位彩灯模块
    https://www.arduino.cn/thread-89297-1-1.html
    实验三十七:MQ-3酒精乙醇传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89300-1-1.html
    实验三十八:joystick双轴XY按键摇杆模块(游戏控制杆)
    https://www.arduino.cn/thread-89365-1-1.html
    实验三十九:DS18B20单总线数字温度传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89368-1-1.html
    实验四十:360度旋转增量编码器模块(KY-040)
    https://www.arduino.cn/thread-89427-1-1.html
    实验四十一:IS0203激光接收管传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89428-1-1.html
    实验四十二:DSM501A韩国PM2.5灰尘粉尘传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89441-1-1.html
    实验四十三:5V低电平触发单路继电器模块
    https://www.arduino.cn/thread-89445-1-1.html
    实验四十四:类比霍尔磁性传感器 KY-035(模拟量)
    https://www.arduino.cn/thread-89464-1-1.html
    实验四十五:红外避障传感器模块(光电接近开关)
    https://www.arduino.cn/thread-89473-1-1.html
    实验四十六:350Ω高精度电阻式应变片传感器 (BF350)
    https://www.arduino.cn/thread-89474-1-1.html
    实验四十七:七段LED数码管模块(共阴/共阳)
    https://www.arduino.cn/thread-89475-1-1.html
    实验四十八:GY-291三轴重力加速度模块 (IIC/SPI传输)
    https://www.arduino.cn/thread-89567-1-2.html
    实验四十九:有源蜂鸣器报警器发声模块(低电平触发)
    https://www.arduino.cn/thread-89568-1-2.html
    实验五十:W25Q64 FLASH外扩存储模块 (SPI接口 )
    https://www.arduino.cn/thread-89570-1-2.html
    实验五十一:自锁点动触摸按键传感器模块(TTP223芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89721-1-1.html
    实验五十二:SPI接口Micro SD卡模块(带电平转换芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-89729-1-1.html
    实验五十三: 土壤湿度水分传感器模块(电阻式)
    https://www.arduino.cn/thread-89734-1-1.html
    实验五十四: 大按键点动轻触开关模块(高电平输出)
    https://www.arduino.cn/thread-89785-1-1.html
    实验五十五:DHT11 温湿度传感器(数字型单总线通信)
    https://www.arduino.cn/thread-89786-1-1.html
    实验五十六: 8路LED流水的灯跑马灯模块SUNLEPHANT
    https://www.arduino.cn/thread-89832-1-1.html
    实验五十七: 四档频率占空比可调矩形波信号发生器(NE555)
    https://www.arduino.cn/thread-89868-1-1.html
    实验五十八: HC-SR04超声波测距传感器模块(通用款)
    https://www.arduino.cn/thread-89869-1-1.html
    实验五十九: RS232转TTL2代串口模块刷机板(MAX3232)
    https://www.arduino.cn/thread-89895-1-1.html
    实验六十:ATTINY85 Digispark kickstarter 微型usb开发板
    https://www.arduino.cn/thread-89898-1-1.html
    实验六十一: 直条8位 WS2812B 5050 RGB LED全彩模块
    https://www.arduino.cn/thread-90147-1-1.html
    实验六十二:电压检测模块 Voltage Sensor 电压传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90149-1-1.html
    实验六十三: 1排4键薄膜开关 Arduino扩展键盘模块控制面板
    https://www.arduino.cn/thread-90150-1-1.html
    实验六十四: TCS3200D颜色识别传感器(可编程彩色光频模块)
    https://www.arduino.cn/thread-90168-1-1.html
    实验六十五: 5MM三色RGB全彩LED模块颜色传感器KY-016
    https://www.arduino.cn/thread-90400-1-1.html
    实验六十六: TCRT5000红外反射光电开关寻迹传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-90402-1-1.html
    实验六十七:HC-SR501 热释电人体红外感应传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-90404-1-1.html
    实验六十八: GY-68 BMP180 新款 BOSCH温度模块气压传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90411-1-1.html
    实验六十九: AT24C256 I2C接口 EEPROM 存储模块 IIC
    https://www.arduino.cn/thread-90412-1-1.html
    实验七十: GY-30 数字光强度传感器模块(BH1750FVI芯片)
    https://www.arduino.cn/thread-90413-1-1.html
    实验七十一:电容式土壤湿度传感器模块(TL555I)
    https://www.arduino.cn/thread-90471-1-1.html
    实验七十二:HX1838红外无线遥控套件红外扩展模块(遥控器+接收板)
    https://www.arduino.cn/thread-90473-1-1.html
    实验七十三:人体秤50kg称重传感器模块(电阻应变半桥式)
    https://www.arduino.cn/thread-90545-1-1.html
    实验七十四:4位LED数码管显示模块0.36英寸亮度可调带时钟点( TM1637)
    https://www.arduino.cn/thread-90546-1-1.html
    实验七十五: GY-NEO-6MV2新款飞控GPS模块 (带大天线)
    https://www.arduino.cn/thread-90547-1-1.html
    实验七十六:TTL转RS-485模块 MAX485 RS485模块
    https://www.arduino.cn/thread-90549-1-1.html
    实验七十七: 2路继电器模块 带光耦保护Arduino扩展板
    https://www.arduino.cn/thread-90557-1-1.html
    实验七十八: LGT8F328P LQFP32 MiniEVB开发板(替代NANO V3.0 )
    https://www.arduino.cn/thread-90724-1-1.html
    实验七十九: 模拟灰度传感器 (反射式光电模块)
    https://www.arduino.cn/thread-90725-1-1.html
    实验八十: ov7670摄像头模块30W采集拍照模组(替OV7725)
    https://www.arduino.cn/thread-90726-1-1.html
    实验八十一:槽型光耦对射光电开关模块(红外计数测速传感器)
    https://www.arduino.cn/thread-90833-1-1.html
    实验八十二: MQ135空气质量检测传感器模块(有害物体 氨气 硫化物检测)
    https://www.arduino.cn/thread-90834-1-1.html
    实验八十三: 4路TTP224电容式触摸模块 人体数字触摸传感器
    https://www.arduino.cn/thread-90835-1-1.html
    实验八十四: 8位LED数码管MAX7219模块(支持级联八位串行3个IO口控制)
    https://www.arduino.cn/thread-90864-1-1.html
    实验八十五:开源 Mini MP3 Player SD卡播放器模块(YX5200-24SS)
    https://www.arduino.cn/thread-90865-1-1.html
    实验八十六: 180度SG90舵机模块(模拟9G)
    https://www.arduino.cn/thread-91033-1-1.html
    实验八十七: DS1307时钟模块 Tiny RTC I2C模块 24C32存储器 时钟(带电池)
    https://www.arduino.cn/thread-91034-1-1.html
    实验八十八: LCD1602液晶屏5V显示模块
    https://www.arduino.cn/thread-91047-1-1.html
    实验八十九: WS2812B-4*4位 RGB LED 全彩驱动16位彩灯开发板模块
    https://www.arduino.cn/thread-91048-1-1.html
    实验九十:步进电机+ULN2003驱动板 4相 5线 5V步进电机模组
    https://www.arduino.cn/thread-91049-1-1.html
    实验九十一: 1号霍尔水流量传感器咖啡机直饮机流量监控模块
    https://www.arduino.cn/thread-91241-1-1.html
    实验九十二:8位 5V-3V IIC UART SPI TTL双向电平转换模块
    https://www.arduino.cn/thread-91242-1-1.html
    实验九十三: CSR8350 蓝牙V4.1立体声音乐模块(带功放)
    https://www.arduino.cn/thread-91243-1-1.html
    实验九十四: 4X4矩阵形薄膜键盘模块轻触开关模组
    https://www.arduino.cn/thread-91244-1-1.html
    实验九十五:XD-58C pulsesensor光学心率脉搏生物模拟传感器
    https://www.arduino.cn/thread-91245-1-1.html
    实验九十六: 433M无线发射接收模块 超再生防盗报警无线模组
    https://www.arduino.cn/thread-91247-1-1.html
    实验九十七: 0.96寸I2C IIC通信128*64显示器 OLED液晶屏模块
    https://www.arduino.cn/thread-91514-1-1.html
    实验九十八: L298N电机驱动板模块直流步进电机智能机器人小车模组
    https://www.arduino.cn/thread-91515-1-1.html
    实验九十九: APDS-9960 GY-9960-3.3 RGB红外手势传感器 方向识别模块
    https://www.arduino.cn/thread-91516-1-1.html
    实验一百: AT-09蓝牙4.0BLE 模块 串口引出 CC2541兼容HM-10模块
    https://www.arduino.cn/thread-91517-1-1.html
    实验一百零一: 10段LED发光条MT102510AG数码显示光柱模块
    https://www.arduino.cn/thread-91518-1-1.html
    实验一百零二:MFRC-522 RC522 RFID射频 IC卡感应模块读卡器S50复旦卡模组
    https://www.arduino.cn/thread-91519-1-1.html
    实验一百零三: 8X32 LED点阵显示模块 MAX7219 输出 共阴 5V 模组
    https://www.arduino.cn/thread-91520-1-1.html
    实验一百零四: MAX30102血氧仪手腕心率脉搏检测心跳传感器模块
    https://www.arduino.cn/thread-91521-1-1.html
    实验一百零五:12位 WS2812 5050 RGB LED 智能全彩RGB环开发板大环
    https://www.arduino.cn/thread-91522-1-1.html
    实验一百零六: TM1638按键数码管LED显示模组8位数码管\LED\按键智控模块
    https://www.arduino.cn/thread-91523-1-1.html
    实验一百零七: 2262/2272四路无线遥控M4非锁接收板 配四键无线遥控器模组
    https://www.arduino.cn/thread-91524-1-1.html
    实验一百零八: 16X16点阵LED汉字显示屏模块UART接口
    https://www.arduino.cn/thread-91526-1-1.html
    实验一百零九:模拟量 压电陶瓷振动发电传感器 压电单片机模块 3PIN
    https://www.arduino.cn/thread-91827-1-3.html
    实验一百一十:US-026超声波测距传感器模块 代替HC-SR04 工业级 3V~5.5V
    https://www.arduino.cn/thread-91829-1-1.html
    实验一百一十一: IIC/I2C/接口 PCF8574 扩展板 LCD1602/LCD2004转接板模块
    https://www.arduino.cn/thread-91830-1-1.html
    实验一百一十二: MPU-6050模块 三轴加速度 电子陀螺仪6DOF GY-521传感器
    https://www.arduino.cn/thread-91832-1-1.html
    实验一百一十三: 电源模块3.3V 5V 12V多路输出 DC-DC电压转换模块
    https://www.arduino.cn/thread-91834-1-1.html
    实验一百一十四: JDY-31蓝牙转串口适配器SPP模块组无线透传 替换HC-05/06从机
    https://www.arduino.cn/thread-91835-1-1.html
    实验一百一十五: 震动马达模块 高低电平振动小电机 智能可穿戴式产品震动提醒模块
    https://www.arduino.cn/thread-91836-1-1.html
    实验一百一十六:NRF24L01+ 无线模块 功率加强版 2.4G无线收发通信模块 黑金刚
    https://www.arduino.cn/thread-91837-1-1.html
    实验一百一十七:蓝色诺基亚5110屏 LCD液晶屏模块 兼容3310 LCD
    https://www.arduino.cn/thread-91838-1-1.html
    实验一百一十八:US-015 高分辨超声波测距模块 超声波传感器 US-020升级版
    https://www.arduino.cn/thread-91839-1-1.html
    实验一百一十九: 二合一电量显示器/BB响低压/报警器/电显/双功能蜂鸣器模块
    https://www.arduino.cn/thread-91840-1-1.html
    实验一百二十: SIM800L GPRS 转接板GSM模块 microSIM卡带天线4频通讯模块
    https://www.arduino.cn/thread-91841-1-1.html
    实验一百二十一:单片机18650锂电升压5V数显双USB输出/充电模块
    https://www.arduino.cn/thread-91842-1-1.html
    实验一百二十二: BBC microbit micro:bit,bit go,bit club python图形编程开发板
    https://www.arduino.cn/thread-91888-1-1.html
    实验一百二十三: P10单红V706模组  32*16单元板LED显示屏
    https://www.arduino.cn/thread-91889-1-1.html
    实验一百二十四: PS2鼠标 键盘插座接口 PS2模块
    https://www.arduino.cn/thread-91893-1-1.html

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     楼主| 发表于 2019-9-16 13:01 | 显示全部楼层
    本帖最后由 eagler8 于 2019-9-16 15:27 编辑

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    Micro:bit
    (全称BBC micro:bit),是一款由英国广播公司(BBC)推出的,用于青少年编程教育的ARM开发板。采用了基于ARM Cortex-M0的nRF51822处理器,集成蓝牙功能,板载5×5 LED点阵、两个可编程按键、加速度计、三轴地磁和温度计等资源。还引出了20+5pin的扩展接口,可轻松胜任各种编程相关的教学与开发场景,包括编写电子游戏、机器人控制、科学实验和可穿戴装置开发等; 仅有信用卡一半大小(4cm×5cm),可以集成到诸多便携的项目中。

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     楼主| 发表于 2019-9-16 13:08 | 显示全部楼层
    在线编程
    BBC还提供了在线的编程网站(https://makecode.microbit.org/),可以通过图形化的编程界面,或者通过python或javascript等你自己喜欢的编程语言进行编程。最后,可以通过蓝牙把编写好的程序上传到microbit板子上查看实际效果。下面动图显示的就是如何通过图形化的界面编写一个简单的心跳小程序。最棒的一点是micro bit官网提供了板子的仿真程序,可以实时预览编程效果,所以不必购买真正的小板子也能开始使用micro bit,而且这一切都是免费的。

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     楼主| 发表于 2019-9-16 13:15 | 显示全部楼层
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    软件方面,支持微软开发的PXT图形化编程界面:
    支持Windows、macOS、iOS、安卓等多种操作系统
    编程环境基于Web服务,无需额外下载编译器
    电脑端通过USB烧写、仿真程序
    移动端通过蓝牙无线烧写、仿真程序
    还支持包括Javasript、Python、Mbed C在内的
    多种主流的编程语言:
    Microsoft TouchDevelop IDE
    Microsoft Blocks
    CodeKingdoms Javascript
    MicroPython
    mbed enabled

    硬件方面参数如下:
    nRF51822处理器
    16 MHz 32位 ARM Cortex-M0内核
    蓝牙4.0低功耗/2.4GHz RF无线
    16kB RAM
    256kB Flash
    KL26Z单片机
    48 MHz ARM Cortex-M0+内核
    128 KB Flash
    地磁传感器 - MAG3110,I2C,获取三轴地磁数据
    加速度传感器 - MMA8652,I2C,获取三轴加速度数据
    3V电源接口
    复位按键
    Micro USB接口 - 可接入电脑烧写/仿真,串口通信
    5x5 LED点阵 - 可显示文字、图形等
    按键A/B - 可编程按键
    I/O扩展接口 - 含SPI、UART、I2C、AD、PWM等接口


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     楼主| 发表于 2019-9-16 13:27 | 显示全部楼层
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    I/O
    I/O包括环孔连接器:3个GPIO(P0、P1、P2),1个电源(3V),1个接地(GND),可以使用鳄鱼夹或4 mm香蕉插头;边缘连接器的针脚标号为micro:bit设备抽象层(DAL)指定的:P3、P0、P4-P7、P1、P8-P12、P2、P13-P16、3V(3个)、P19-P20、GND(3个),共19个可设置的GPIO,其中设置了:6个模拟输入(P0-P4、P10),可选的1路SPI总线(P13-P15),1路I²C总线(P19-P20);可设置出:3个PWM输出,1对UART串行收发[11]。 P3、P4、P6、 P7、P9、P10结合于LED阵列显示屏, P5、P11结合于按钮A、B。

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     楼主| 发表于 2019-9-16 13:36 | 显示全部楼层
    micro:bit电原理图

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     楼主| 发表于 2019-9-16 15:16 | 显示全部楼层
    从属芯片
    Micro:bit有一个真正扮演从属角色的芯片,是美国Freescale(已由荷兰NXP购并)的Kinetis KL26微控制器芯片,这颗晶片受nRF51822所控管,而它提供整个Micro:bit系统板两个主要作用,一是运作电压调节,另一是USB介面传输的仲介。Micro:bit是透过Micro USB连接器取得运作电力,但电压为5V,主控芯片nRF51822最高只能承受3.6V,无福消受5V,所以是由KL26充当电压调节器,透过KL26转成3.3V,再供系统板上各部位取用电力,最大可供应120mA电流,这一供电线路上也有装设瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor, TVS)以好避免静电放电(ElectroStatic Discharge, ESD)可能造成的破坏与影响。

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    严格来说,Micro:bit有三处取得电力的来源,Micro USB是一处,也可透过电池连接器(battery connector)或端缘接脚连接器(edge connector,Micro:bit上的特有词,因为Micro:bit系统板在电路板的边缘设置一排接脚,这个边缘就称之为edge)来取得,且透过二极体对供电来源进行切换,避免某一处供电来源对其他供电来源进行供电,避免错误。另一功用是传输仲介,Micro:bit接上电脑后,在电脑上开发好的程式要传到Micro:bit上,是先透过Micro USB连接器连到KL26,而后KL26再将程式传给nRF51822,反之亦然。在Micro:bit的官方网页上,主控芯片也称为应用程式处理器,因为使用者/开发者开发出的应用程式是由主控芯片所执行(多数系统均如此设计),而从属的KL26也因其作用而被称为介面处理器,此处所言的介面正是指USB/Micro USB介面。有趣的是,通常系统板上是以运算力最强的芯片充当主控芯片,因为该芯片最有效能余裕掌控与协调系统全局,但在Micro:bit上却不是,KL26无论在核心、核心频率、记忆体资源等各方面都高过nRF51822,但却只用来供电与USB介面仲介,KL26的GPIO与相关周边电路均没派上用场。另外,KL26支援USB 2.0与OTG(On-The-Go),而且支援USB Mass Storage Device的类别(class),所以接上电脑后可以在「我的电脑」里看到一个新加入的USB随身碟,其实就是指Micro:bit系统板。

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     楼主| 发表于 2019-9-16 15:18 | 显示全部楼层
    主控芯片
    Micro:bit的主控芯片是挪威Nordic Semiconductor公司的nRF51822,其实是颗低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy, BLE)的无线通讯收发器芯片,在一般的系统设计上这颗芯片多是扮演从属( slave)的角色,将无线收发讯息传递给系统上的主控芯片(host),但在Micro:bit上它就是个主控芯片,有点「蜀中无大将,廖化当先锋」的感觉。nRF51822芯片只有16KB的RAM、128KB的ROM,官方的资料显示,此芯片的主要想定应用是蓝牙滑鼠/键盘/触控板、游戏或家电遥控器、智慧手环、Beacon等。nRF51822在Micro:bit上至少要执行三件事,一是蓝牙的通讯协定堆叠,二是作业系统程式(根基于ARM主导的mbed OS),三是使用者(user/developer)开发并载入的应用程式。nRF51822芯片本身也有GPIO、PWM、I2C、ADC等功能,其中Micro:bit上的加速度感测器、磁阻感测器即是透过I2C介面与nRF51822芯片连接。
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     楼主| 发表于 2019-9-16 15:34 | 显示全部楼层
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