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发布时间:2020-07-30 12:17:36

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作者:崔胜民、刘云宾 编著

出版社:化学工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

小创客玩转图形化编程

小创客玩转图形化编程试读:

前言

前 言

高度发达的信息时代,编程不但是一门编程学科,更是一种工具。2017年年底,教育部下发了《中小学综合实践活动课程指导纲要》,明确提出了中小学实践活动课的具体任务和目标,其中编程是重要内容之一。

图形化编程无须输入任何复杂的命令和代码,就像搭建积木一样搭建图形化的程序块。本书共分四章:第一章介绍了图形化编程软件,包括软件安装、软件界面、动作模块、 外观模块、声音模块、画笔模块、数据和指令模块、事件模块、控制模块、侦测模块、数字和逻辑运算模块、机器人模块;第二章介绍了19个软件编程实例,分别隶属于课堂、运动会、联欢会、海洋世界、飞向天空、游戏、无人驾驶汽车专题;第三章介绍了智能硬件,包括主控板、超声波传感器、巡线传感器、声音传感器、火焰传感器、温湿度传感器、气体传感器、光线传感器、人体红外传感器、彩色LED灯和摇杆;第四章介绍了6个软硬件编程项目实例,分别是放飞气球、聪明的老鼠、去救火、亮走暗停、汽车防撞和智能信号灯控制交通。

本书所有项目的程序都经过调试和运行,通过25个项目的制作,一定会启发大家完成更多的优秀作品。

由于水平和时间有限,书中难免存在不足之处,还望各位读者批评指正。编著者第一章 图形化编程软件第一节 软件安装

图形化编程软件Scratch是由美国麻省理工学院设计开发的少儿编程工具,利用它很容易创造出各种交互式故事、动画、游戏、音乐和艺术等。Scratch是一种可视化的编程语言,无须输入任何复杂的命令和代码,就像搭建积木一样搭建图形化的程序块。Scratch的下载和使用是完全免费的,而且公布了源码,允许任意修改、发布和传播。

mBlock是在Scratch开源软件的基础上,增加了机器人编程模块,把产品创作从计算机的虚拟世界,连接到现实的物理世界,扩展了程序应用领域。本书主要介绍mBlock软件,除了机器人编程模块,其他程序模块与Scratch完全一样。mBlock软件也是完全免费、公开使用的。

mBlock软件按以下步骤进行安装。(1)mBlock下载地址是http://www.mblock.cc/zh-home/software/mblock/,进入该地址,可以看到下载界面,如图1-1所示。图1-1 mBlock软件下载界面(2)点击小熊猫,下载软件,桌面上会出现mBlock软件安装图标,如图1-2所示。图1-2 mBlock软件安装图标(3)点击安装图标,出现选择语言对话框,如图1-3所示。图1-3 选择语言对话框(4)选择“中文(简体)”,点击“确定”键,出现许可协议对话框,如图1-4所示。图1-4 许可协议对话框(5)选择“我接受协议(A)”,点击“下一步”键进行安装。安装完以后,桌面出现软件启动快捷图标,如图1-5所示。图1-5 软件启动快捷图标

双击该图标,就可以运行mBlock软件。第二节 软件界面

mBlock软件界面如图1-6所示,它划分为标题栏、舞台区、角色区、程序区和脚本编辑区。图1-6 mBlock软件界面一、标题栏

标题栏位于软件界面左上边,主要是与文件有关的选项,有“文件”“编辑”“连接”“控制板”“扩展”“语言”“帮助”7个菜单。1. “文件”菜单“文件”菜单主要有“新建项目”“打开项目”“保存项目”“另存为”“导入图片”“导出图片”选项;“撤消恢复原状”“恢复到原始状态”不常用。

新建项目:重新建立一个新的项目。

打开项目:打开本地文件中已有的项目。

保存项目:将当前项目保存到本地文件中。

另存为:把打开的项目用另外一个名字保存到本地文件中。

导入图片:把本地文件中的图片导入作背景或造型图片。

导出图片:把图库中的图片导出到本地文件中。2. “编辑”菜单“编辑”菜单有“撤销删除”“隐藏舞台模式”“小舞台布局模式”“加速模式”“Arduino模式”5个选项。

撤销删除:还原上一步删除的脚本。

隐藏舞台模式:把舞台区完全隐藏起来,脚本编辑区变成最大。页面效果如图1-7所示。图1-7 隐藏舞台模式效果图

小舞台布局模式:把舞台区变小,脚本编辑区变大。页面效果如图1-8所示。图1-8 小舞台布局模式效果图

加速模式:加快mBlock的舞台重绘速度。

Arduino模式:自动打开Arduino编辑界面,把mBlock的积木脚本转换为Arduino程序并直接上传到Arduino主板中,实现脱机操作,同时也帮你快速建立未来学习C语言的逻辑架构。页面效果如图1-9所示。图1-9 Arduino模式效果图3.“连接”菜单“连接”菜单主要有“串口”“蓝牙”“2.4G无线串口”“安装固件”“恢复出厂程序”“查看源代码”“安装Arduino驱动”选项;“设置固件模式”不常用。

串口:机器人或主控板通过USB数据线与计算机相连接。

蓝牙:机器人或主控板通过蓝牙模块与计算机相连接。

2.4G无线串口:机器人或主控板通过2.4G模块与计算机相连接。

安装固件:在使用mBlock控制机器人之前,需要上传或升级主控板等固件。

恢复出厂程序:恢复机器人出厂前的程序。

查看源代码:查看机器人出厂前的源代码。

安装Arduino驱动:第一次使用机器人时要安装Arduino驱动程序。4.“控制板”菜单“控制板”菜单有超过10种Arduino开源硬件的不同型号板子,这里选择“mBot”。5.“扩展”菜单“扩展”菜单和mBot机器人的模块有关,不同的选项显示机器人模块中的不同程序。 “Arduino”选项包含的是兼容Arduino平台的程序;“Makeblock”是mBot机器人特有的主控板控制程序;“Smart Servo”是舵机的控制程序;“Communication”提供的是局域网通信的功能。这里主要选择“Makeblock”。6.“语言”菜单“语言”菜单有超过10种语言的选项,还可以选择字体的大小,这里选择“简体中文”。7.“帮助”菜单“帮助”菜单可以给使用者提供各种帮助。二、舞台区

舞台区是角色演出的地方,也是故事情节、游戏、动画等作品最后呈现的地方;舞台区有小绿旗、红色圆圈、蓝色按钮、Untitled、x坐标和y坐标;软件打开后,舞台区默认背景是白色,角色是一只黑色小熊猫,而且面向90°方向,如图1-10所示。图1-10 舞台区

小绿旗:程序启动按钮。程序编好后,按下小绿旗,程序就开始运行。

红色圆圈:程序终止按钮。正在运行的程序,按下红色圆圈,程序就停止运行。

蓝色按钮:演示模式按钮。软件打开后,呈现的是浏览模式,如图1-11所示,按下蓝色按钮,舞台区切换到全屏模式,如图1-12所示;再次点击该按钮,则退出全屏模式,回到浏览模式。图1-11 浏览模式效果图图1-12 全屏模式效果图

Untitled:显示项目名称。

x坐标:显示鼠标在舞台上x方向的坐标值。该值随鼠标移动而变化。

y坐标:显示鼠标在舞台上y方向的坐标值。该值随鼠标移动而变化。

舞台区的每一点都有一个对应的坐标位置,每一个位置都有对应的x值和y值,x表示水平方向的位置,y表示垂直方向的位置;舞台区长度为480步长,高度为360步长(步长是以角色移动步数衡量的),舞台中心点的坐标是x=0,y=0,如图1-13所示。图1-13 舞台坐标

熊猫在舞台上固定不动,鼠标在熊猫身上移动,可以看到右下角的x、y坐标值会随之变化,如图1-14所示。图1-14 鼠标在小熊猫身上移动

熊猫在舞台上的准确坐标是多少?在脚本编辑区右上角显示x=88,y=58,这就是熊猫在舞台上此刻的准确坐标,如图1-15所示。图1-15 熊猫的准确坐标三、角色区

角色区是存放背景和角色的地方,显示当前舞台背景和角色,能够新建背景和新建角色,如图1-16所示。任何项目都需要建立背景和角色。图1-16 角色区

角色区可以分为4部分,即当前舞台背景显示区、角色列表区、新建背景和新建角色。1. 当前舞台背景显示区

当前舞台背景显示区位于角色区的左上角,无论有多少个背景,它只显示当前舞台背景,如图1-17所示。图1-17 当前舞台背景显示区

如果有多个舞台背景需要查看,可以点击程序区的“背景”按钮,所有舞台背景都显示出来,如图1-18所示。图1-18 显示所有舞台背景2. 角色列表区

角色列表区显示当前项目所有的角色,如图1-19所示。图1-19 角色列表区

舞台上的角色在角色列表区都有一个小图标,图标里会记录角色的基本信息。如果要查看某个角色的基本信息,鼠标点击该角色,角色的左上角会出现一个i按钮图标。点击i按钮图标,出现了该角色的基本信息,如图1-20所示。图1-20 角色的基本信息

角色名称:Sun。

角色在舞台上的坐标:x=33,y=175。

角色方向:面向90°方向。

旋转模式:旋转模式有3种供选择,圆圈表示任意旋转,双箭头表示左右旋转,实心点表示不旋转。

可以在播放器中拖动:决定角色在演示模式下是否可以拖动,勾选表示可以拖动。

显示:角色在舞台区的显示或隐藏,勾选表示显示。

点击蓝色三角形图标,关闭基本信息。3. 新建背景

新建舞台背景有4种方法,图标从左至右分别是从背景库中选择背景、绘制新背景、从本地文件中上传背景、拍摄照片当作背景。(1)从背景库中选择背景。点击“从背景库中选择背景”图标,打开背景库,出现各式各样的背景,如图1-21所示。图1-21 背景库

选取某一背景,如“bedroom1”,点击“确定”键,背景就添加到舞台区,而且在角色区和脚本编辑区也出现背景图片,如图1-22所示。图1-22 从背景库中添加背景(2)绘制新背景。如果需要绘制新背景,点击“绘制新背景”按钮,出现背景绘制区,在该区域有各种绘图工具按钮,根据自己的想法绘制背景,例如画个椭圆作背景,如图1-23所示。图1-23 自行绘制新背景(3)从本地文件中上传背景。点击“从本地文件中上传背景”,选择要上传的背景文件,点击“打开”按钮,背景上传到舞台区,如图1-24所示。图1-24 从本地文件中上传背景(4)拍摄照片当作背景。该选项需要计算机安装有摄像头,把摄像头拍摄的照片作为背景。这种方式不常用。

如果有多个背景需要更换,则需要点击“背景”,鼠标移动到需要更换的背景,点击即可,如图1-25所示。图1-25 背景更换

如果需要删除背景图片,则需要点击“背景”,鼠标移动到背景微缩图上,点击鼠标右键选择删去即可。4. 新建角色

任何一个新建的mBlock项目,都要选择角色,而且角色往往有多个。角色选择有4种方法,图标从左至右分别是从角色库中选取角色、绘制新角色、从本地文件中上传角色、用拍摄照片当作角色。(1)从角色库中选取角色。点击“从角色库中选取角色”图标,打开角色库,出现很多角色,如动物、奇幻、人物、物品、运输工具等,如图1-26所示。图1-26 角色库

选取某一角色,如 “Car-Bug”,点击“确定”键,该角色就添加到舞台区和角色列表区,如图1-27所示。图1-27 从角色库中选取角色(2)绘制新角色。点击“绘制新角色”图标,出现角色绘制区,根据自己的需要绘制新角色,例如画个红色矩形作为新角色,如图1-28所示。图1-28 自行绘制新角色(3)从本地文件中上传角色。点击“从本地文件中上传角色”,选择要上传的角色文件,点击“打开”按钮,角色上传到舞台区,如图1-29所示。图1-29 从本地文件中上传角色(4)用拍摄照片当作角色。该选项需要计算机安装有摄像头,把摄像头拍摄的照片作为角色。这种方式不常用。

如果需要删除角色,把鼠标移动到角色上,点击鼠标右键选择删除即可。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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