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比第一代更完美，適用性更強(qiáng)——Circuit Playground Express評(píng)測(cè)

Adafruit Circuit Playground Atmel Microsoft MakeCode python

2022-06-06
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作者：SATURN
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
麻雀雖小五臟俱全，Adafruit出品的Circuit Playground Express是Circuit Playground Classic的升級(jí)版，板載資源更加豐富�？梢酝ㄟ^(guò)MakeCode、CircuitPython、Arduino IDE（或直接ARM GCC編程）多種方式來(lái)編程，非常適合新手學(xué)習(xí)和藝術(shù)家進(jìn)行創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)。

Circuit Playground Express是Adafruit推出的新一代開(kāi)發(fā)板，集電子知識(shí)及編程技術(shù)于一體，是更完美的下一代開(kāi)發(fā)工具。Express版本是Circuit Playground Classic的升級(jí)版，該版本更加完美!新版本不僅集成了更多的傳感器，同時(shí)也使編程變得更加簡(jiǎn)單和有趣。

如果是入門(mén)者，可以使用Microsoft MakeCode來(lái)進(jìn)行圖形化程序開(kāi)發(fā)，該IDE基于Javascript語(yǔ)言。也可以使用它來(lái)嘗試CircuitPython，Python解釋器在Express上運(yùn)行。隨著對(duì)編程技術(shù)的慢慢深入，還可以使用Arduino IDE，Arduino使用C/C++語(yǔ)言，完全可以控制低層的硬件工作，創(chuàng)作強(qiáng)大的項(xiàng)目完全不在話下。目前，該主板不支持Firmata / Code.org 。

因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)三種不同的方式來(lái)進(jìn)行Express編程，相對(duì)來(lái)說(shuō)，Express具有更高的附加值及可重用性。無(wú)論是初學(xué)者還是資深的電子工程師， Circuit Playground Express都有適合每個(gè)人的東西。

Express使用圓形設(shè)計(jì)，并在其周圍提供了適用鱷魚(yú)夾的焊盤(pán)，因此不必焊接即可使其工作，相對(duì)于傳統(tǒng)使用面包板來(lái)搭建電路而言，這種連接方式更快捷�？梢允褂肬SB， AAA電池組或Lipoly電池(適用于高級(jí)用戶)供電，供電方式更靈活。除此之外， Circuit Playground Express具有內(nèi)置USB支持，內(nèi)置USB意味著你一旦連接好設(shè)備就能顯示并開(kāi)始工作，不需要特殊的電纜或適配器。將代碼寫(xiě)入開(kāi)發(fā)板后，使用其它的供電方式給開(kāi)發(fā)板供電，開(kāi)發(fā)板就能正常工作。

以下是Circ Circuit Playground Express的主要特色：

• 10個(gè)迷你NeoPixels，每個(gè)都可以顯示任何顏色

• 1個(gè)運(yùn)動(dòng)傳感器(LIS3DH三軸加速度傳感器，帶有抽頭檢測(cè)，自由落體檢測(cè))

• 1 x溫度傳感器(熱敏電阻)

• 1個(gè)光傳感器(光電晶體管)。也可以充當(dāng)顏色傳感器和脈沖傳感器。

• 1個(gè)聲音傳感器(MEMS麥克風(fēng))

• 1個(gè)帶D類放大器的迷你揚(yáng)聲器(7.5mm磁性揚(yáng)聲器/蜂鳴器)

• 2個(gè)按鈕，標(biāo)記為A和B.

• 1個(gè)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)

• 紅外接收器和發(fā)射器 - 可以接收和發(fā)送任何遙控代碼，并在Circuit Playground表示之間發(fā)送消息。也可以充當(dāng)接近傳感器。

• 8個(gè)鱷魚(yú)夾友好的輸入/輸出引腳

• 包括I2C，UART，可以做模擬輸入的8個(gè)引腳，多個(gè)PWM輸出

• 7個(gè)焊盤(pán)可以充當(dāng)電容式觸摸輸入，其余的1個(gè)是真正的模擬輸出

• 綠色的“開(kāi)”LED讓你知道它的電源

• 紅色“#13”LED用于基本閃爍

• 復(fù)位按鈕

• ATSAMD21 ARM Cortex M0處理器，運(yùn)行在3.3V和48MHz

• 2 MB SPI Flash存儲(chǔ)器，主要用于CircuitPython存儲(chǔ)代碼和庫(kù)。

• MicroUSB端口用于編程和調(diào)試

• USB端口可以像串行端口，鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，操縱桿或MIDI!

Circuit Playground Express的神奇之處在于可以通過(guò)三種方式：

• MakeCode

• CircuitPython

• Arduino IDE(或直接ARM GCC編程)

如果這是你第一次編程或編碼，Adafruit官方建議從 MakeCode 開(kāi)始 - 它不僅適用于 Circuit Playground Express，而且還可以快速開(kāi)始編程，但一般都是編碼!(一旦你掌握了MakeCode，你就可以看看CircuitPython或者Arduino了。)

MakeCode不需要任何軟件安裝，它可以在任何帶有Web瀏覽器的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。你可以在Mac，Windows，Linux和Chromebook上使用它。MakeCode使用像Scratch一樣的拖放塊，沒(méi)有語(yǔ)法或分號(hào)。塊拼接在一起創(chuàng)建更大和更復(fù)雜的項(xiàng)目。MakeCode讓你在5分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)始使用，內(nèi)置了指南和項(xiàng)目，但它也很有趣。MakeCode的運(yùn)行時(shí)間令人驚訝，盡管看起來(lái)非常簡(jiǎn)單，但它可以完成通常需要高級(jí)編程的非常復(fù)雜的任務(wù)。你可以非常迅速地獲得創(chuàng)意。

MakeCode與Scratch、Node-Red一樣，都是使用圖形化的編程模式，非常適合初學(xué)者或者小朋友來(lái)進(jìn)行電子入門(mén)編程。MakeCode針對(duì)Express開(kāi)發(fā)板提供了許多現(xiàn)成的組件，當(dāng)然也包括復(fù)雜的程序邏輯組件如條件模塊、比較模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)程序邏輯。

下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的流水燈效果開(kāi)發(fā)界面

在主工作界面的LIGHT模塊里包含一個(gè)快速的演示功能，如圖所示，該模塊的功能就是在指定的時(shí)間內(nèi)對(duì)板載的LED燈進(jìn)行循環(huán)顯示，顯示周期為500ms，結(jié)合外層的forever無(wú)限循環(huán)功能，就可以制作出非常驚人的燈光效果，同時(shí)在MakeCode的左側(cè)，還能看到實(shí)時(shí)的模擬效果!

注意到圖中"show animation..."模塊中的下拉列表指示標(biāo)志，這里可以選擇不同的燈光效果，如下

一亙完成了程序功能的設(shè)置，可以點(diǎn)擊主工作界面的“Download”按鈕，下載生成的.uf2格式的代碼文件，該文件可以直接拖放到USB接口映射的大容量磁盤(pán)里，從而將代碼文件上傳到開(kāi)發(fā)板，確實(shí)非常方便!

這里補(bǔ)充一下，要進(jìn)入下載模式，只需要按一下Express開(kāi)發(fā)板上的reset鍵，然后松開(kāi)，等開(kāi)發(fā)板上的LED燈變綠，就進(jìn)入了下載模式。此時(shí)在PC端會(huì)有一個(gè)名為CPLAYBOOT的磁盤(pán)，將下載的.uf2文件直接拖到該磁盤(pán)，就完成了下載，開(kāi)發(fā)板自動(dòng)復(fù)位，開(kāi)始運(yùn)行剛下載的代碼。

隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的慢慢普及，Python也漸漸進(jìn)入大眾的視野。毫無(wú)疑問(wèn)，Python是一門(mén)非常適合入門(mén)AI的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，借助這個(gè)小小的Express開(kāi)發(fā)板，小小的探索一下Python的奇妙世界，未嘗不是一件美事!

Python是發(fā)展最快的編程語(yǔ)言，它是一種高級(jí)編程語(yǔ)言，這意味著它的設(shè)計(jì)更容易閱讀，編寫(xiě)和維護(hù)。Python支持模塊和軟件包，可以輕松地將你的代碼用于其他項(xiàng)目。它有一個(gè)內(nèi)置的解釋器，這意味著沒(méi)有額外的步驟，如編譯，讓你的代碼工作。當(dāng)然，Python是開(kāi)源軟件，意味著任何人都可以免費(fèi)使用，修改或改進(jìn)。CircuitPython被設(shè)計(jì)為在微控制器板上運(yùn)行。微控制器板是帶有微控制器芯片的主板，實(shí)際上它是一臺(tái)小巧的一體機(jī)。你持有的電路板是一塊微控制器板!CircuitPython易于使用，因?yàn)槟阒恍枰褂眠@個(gè)小小的開(kāi)發(fā)板，使用USB電纜和計(jì)算機(jī)連接好就行了。

CircuitPython為所有這些驚人功能增加了硬件支持。如果你已經(jīng)具備Python知識(shí)，那么你可以輕松將其應(yīng)用于使用CircuitPython。如果你以前沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，其實(shí)開(kāi)始真的很簡(jiǎn)單!

要在Express上體驗(yàn)Python，首先要將Express開(kāi)發(fā)板變成一個(gè)Python解釋器，官方為我們提供了專門(mén)的.uf2文件，只要將該文件寫(xiě)入到Express開(kāi)發(fā)板，就可以在Express體驗(yàn)Python的開(kāi)發(fā)了。

上圖演示了將CircuitPython固件寫(xiě)入到Express開(kāi)發(fā)板的過(guò)程。

官方為CircuitPython提供了一個(gè)專用的Python代碼編輯器，名為Mu，從官方網(wǎng)站下載Mu編輯器安裝，接下來(lái)使用Mu來(lái)寫(xiě)一段簡(jiǎn)單的代碼并讓它開(kāi)始工作

除了熟悉基本的Python語(yǔ)法，要讓Express工作的話，還需要熟悉一下具體的硬件庫(kù)，如上述代碼中的board及pulseio模塊，好在Python提供了強(qiáng)大的內(nèi)置幫助功能，使用Mu提供的REPL功能，我們能迅速找到相關(guān)的幫助。借助dir命令，可以快速查看相關(guān)的信息，如board模塊中提供的A0、A1及D13，這些都是開(kāi)發(fā)板引出的引腳，可以連接外部設(shè)備來(lái)進(jìn)行編程并使之工作。

上述代碼演示了使用內(nèi)置的D13引腳來(lái)輸出PWM信號(hào)，如果你熟悉PWM的工作機(jī)制，想必對(duì)于頻率及占空比這些概念一定非常熟悉，這段代碼就是通過(guò)調(diào)整占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)PWM輸出的。

將代碼保存到開(kāi)發(fā)板映射到PC端的磁盤(pán)上，命名為main.py，然后就會(huì)看到開(kāi)發(fā)板上的LED燈開(kāi)始呼吸了!

真的不難!

對(duì)于喜歡C/C++的用戶來(lái)說(shuō)，使用Arduino IDE也可以控制及讀取相關(guān)的外設(shè)信息，不過(guò)說(shuō)實(shí)話，Express已板載了這么多傳感器及其它功能器件，常見(jiàn)的都有了。不過(guò)對(duì)于小編來(lái)說(shuō)，有了圖形化及Python環(huán)境，就夠用了，還要什么自行車!

總結(jié)來(lái)說(shuō)，Express開(kāi)發(fā)板的優(yōu)點(diǎn)如下：

• 體積小巧，方便攜帶

• 板載豐富的功能器件，再也不用搭建實(shí)驗(yàn)電路了

• 開(kāi)發(fā)環(huán)境豐富，支持圖形化、Python及C/C++等開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，老少咸宜

• 豐富的教程及DEMO，可以快速入門(mén)，老用戶也可以找到大量的參考代碼，直接使用，節(jié)省不少的時(shí)間

• ...

對(duì)于一塊$24.95的開(kāi)發(fā)板來(lái)說(shuō)，咱還能有更多的要求么!截止本文完工時(shí)，官網(wǎng)上顯示這塊開(kāi)發(fā)板已OUT OF STOCK!!!

參考資源：

EXPRESS開(kāi)發(fā)板：https://learn.adafruit.com/adafruit-circuit-playground-express

MakeCode: https://makecode.adafruit.com/

Mu：https://learn.adafruit.com/adafruit-circuit-playground-express/installing-mu-editor

這些開(kāi)發(fā)板你一定沒(méi)玩過(guò)！來(lái)開(kāi)發(fā)板試用中心免費(fèi)借閱吧~