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Micro Bit

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BBC micro:bit
Microbit-logo-stacked.png
BBC micro bit (26212930836).png
BBC micro:bit v1版的背面。
研發商BBC Learning, BBC R&D, ARM Holdings, Nordic Semiconductor, NXP Semiconductors, Lancaster University, Microsoft, Python Software Foundation, element14, TechnologyUs, Samsung, ScienceScope, Barclays
类型单板微控制器
发布日期学校:2015年9月(延期)
公众:2015年10月(延期)
首次递交给教师于2016年2月[1]
系统芯片Nordic nRF51822 SoC
中央处理器16 MHz ARM Cortex-M0微控制器。
内存(RAM)256 KB Flash,16 KB RAM。
连接接口Bluetooth LEMicroUSB,边缘连接器。
網站microbit.org

Micro Bit(也叫做BBC Micro Bit,或风格化为micro:bit)是基于ARM架构嵌入式系统,由BBC设计用于英国的计算机教育。

电路板大小为4cm×5cm,拥有1个ARM Cortex-M0处理器,感應器方面,包括︰加速度传感器和磁力传感器,通訊包括︰蓝牙和USB连接,可透過網頁编程,直接把程式導入。由25个 (5*5) 紅色LED组成的显示屏,可以顯示單色圖案或動畫。2个可编程按钮,可以用USB或者外部电池包来供电[2]。设备输入和输出包括环孔连接器和边缘连接器。

硬件[编辑]

加速度传感器三轴方向

设备大小可描述为信用卡的一半大小[3],首发的最终制造产品[4],实测为43mm×52mm,它包括有:

I/O包括环孔连接器:3个GPIO(P0、P1、P2),1个电源正极(3V),1个接地即电源负极(GND),它们接纳鳄鱼夹英语Crocodile clip或4mm香蕉插头英语Banana connector[13]边缘连接器针脚英语Pinout(也称为金手指)的标号,依次为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(未引出内部使用的P17、P18)。其中5个可完全自由使用(P0-P2、P8、P16),6个共用于LED阵列显示屏(P3、P4、P6、P7、P9、P10),2个共用于按钮A、B(P5、P11),1个保留给无障碍接口输入(P12);可设置出1路SPI总线(P13-P15),1路I²C总线(P19-P20),1对UART串行收发;可设置出6个模拟输入(P0-P4、P10),3个触摸感应输入(P0-P2),3个PWM输出[15]

在连接了USB的情况下,KL26Z负责对这个PCB余下部份供电,将USB供给的5V±5%电压规整降至3.3V。KL26Z限定最大电流120mA,电源环孔或针脚输出可能只余下90mA。在使用电池连接器供电时,电池不为KL26Z供电,nRF51供电和电源环孔或针脚输出都来自电池。还可以谨慎的从电源环孔或针脚向micro:bit供电,从电池连接器、环孔或针脚择一供电时都不可超过3.6V极值[16]

v2[编辑]

版本2(v2)在2020年10月13日发行,包括了[17]

在micro:bit v2中,可以长按3秒reset按钮来关闭主板[19][20][21]

软件[编辑]

Micro Bit的软件是使用ARM Mbed开发工具建立的[22],并且采用了其编程接口DAPLink[23],设备在连接到计算机的时候,是作为一个USB大容量存储设备而出现的[14]兰卡斯特大学开发了micro:bit运行时系统(有时称为设备抽象层),提供了事件驱动编程和键-值存储机制[24],采用了Nordic半导体英语Nordic Semiconductor的nRF51 SDK[25]和S110 SoftDevice[26],以及Mbed的BLE API[27],并与蓝牙技术联盟协作开发了定制的BLE profile[28]。用户用C/C++语言编写的应用程序,可以通过Mbed在线编译器[22]、Mbed CLI[29]、GNU MCU Eclipse[30]或Keli µVISION[31]等开发工具,利用ARM编译器[32]或GNU ARM工具链[33]来进行编译,编译后的目标代码接着通过USB连接或手机app蓝牙连接而被刷写到设备中。

在micro:bit基金会网站[34]上有侧重于教育的2个官方在线代码编辑器

针对micro:bit的其他开发工具有:

  • Espruino[43],是面向网络应用开发的JavaScript解释器固件[44],解释器有运行状态持久保存和复位机制,支持内联汇编语言,由于将micro:bit的内存大量用于了蓝牙功能,不提供ES6特征和高级库函数。可以通过USB串行连接,或通过在支持了Web Bluetooth[45]的浏览器中运行Web IDE[46]对它进行交互访问,IDE也有可选的blocks编辑器。
  • Arduino nRF5[47],是针对基于Nordic半导体nRF5开发板的Arduino Core[48]
  • Node.js库:node-bbc-microbit[49],从Node.js用BLE控制micro:bit;bbc-microbit-io[50],针对micro:bit的Johnny-Five[51](JavaScript机器人IoT平台)IO插件。

除了micro:bit运行时系统所采用的Mbed OS 2[52],以及nRF51 SDK支持的CMSIS-RTOS RTX[53][54][55],可以在micro:bit上运行的嵌入式操作系统还有:ZephyrApache Mynewt英语Apache MynewtRIOT

针对micro:bit的其他编程语言有:uLisp[56]、Mecrisp Forth[57]Free Pascal[58]GNAT Ada[59]、TinyGo[60]Rust[61]Swift[62]等。其他交互语言有Scratch3.0[63]、Dyalog APL[64]Simulink编码器支持包[65]Node-RED模块[66]App Inventor + IoT[67]、BlockyTalkyBLE[68]等。

历史[编辑]

Micro Bit被设计用来鼓励儿童活跃的投入为计算机书写软件和建造新东西,而不是成为媒体的消费者[2]。它被设计为并肩工作于其他系统,比如Raspberry Pi[69],它也建造在BBC在计算机教育中的BBC Micro这项遗产之上[70]

合作伙伴[编辑]

Micro Bit的开发汇集了众多伙伴与BBC一起工作:

BBC研究发展部英语BBC Research & Development建立了原型设备和软件栈[77],在最初宣布中进了展示[78],在学校中测试了这项提议,并为合作伙伴后续建设提供了参考规定[79]

Microbit教育基金会[编辑]

在成功的于英国推出了micro:bit之后,BBC将BBC micro:bit的未来交付给新成立的非营利性Micro:bit教育基金会[80]。从BBC到Micro:bit教育基金会的迁移首先是将官方网站从www.microbit.co.uk转移到了microbit.org[81]

制造[编辑]

Premier Farnell英语Premier Farnell负责管理BBC micro:bit的制造,监督各厂商进货所有部件并在各自的加工工厂生产micro:bit[82]

Microbit在香港[编辑]

Micro:bit 已被廣泛利用到香港中小學的資訊科技課程中,亦被視爲是正式課程裡的一環。

参见[编辑]

书籍[编辑]

引用[编辑]

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外部链接[编辑]