1、第一课 接苹果一、教学目标: 1.知识与技能认识开源硬件。下载、安装编程猫硬件助手,测试摇杆。用摇杆控制舞台角色 。2、过程与方法演示中讲解,激发学生学习兴趣并乐于思考探究,实践操作,巩固所学。3、情感态度价值观引导学生养成良好的编程游戏习惯,乐于思考探究,学习新技术!二、教学重点:下载、安装编程猫硬件助手,测试摇杆。用摇杆控制舞台角色 。三、教学难点:用摇杆控制舞台角色。四、教学过程(一)导入:动画演示用键盘玩“接苹果”游戏和用摇杆玩“接苹果”游戏!(二)讲解新知识一 开源硬件 开源硬件是指全部资料都对外公开的硬件,允许任何人无偿使用,包括硬件的电路图、 软件资料等。由于不受知识产权的限制,
2、开源硬件的价格非常便宜,用户非常多,特别适合青少年进行编程学习和创新实践。Arduino 是一款非常著名的开源硬件电子平台。图 1-2 就是一块标准的 Arduino UNO 电路板。 用 USB 线将 Arduino 板和电脑连接起来,然后再将传感器连接到 Arduino 板上,通过编程, 传感器就可以控制舞台角色玩出很多花样来。 什么是传感器?传感器是一种用于感知外部信息的硬件设备。例如,摇杆是一种能够感知我们摇动方向的传感器。我们将摇杆连接到 Arduino 板上,通过编程,就可以用摇杆控制舞台角色。 图 1-3 是一个普通的摇杆。 图 1-3 摇杆控制器 摇杆的用途很广,可以用来控制游
3、戏画面中的飞机,也可以用来控制真正的飞机。 那么,怎样将摇杆连接到 Arduino 板上呢? Arduino 板上有很多可以插线的“输入/输出”针脚,称为 Arduino 的 I/O 口(I/O 即 Input/ Output),各种传感器都需要通过这些针脚与 Arduino 板相连。当然,这种连接太麻烦了。于是有人使用如图 1-4 所示的面包板来连线。 图 1-4 利用面包板将 LED 灯连到 Arduino 主板 使用面包板连线也很麻烦,有人做了个将针脚转换成 RJ25(或 RJ11)接口的转接板,于是接线就变得简单了。如图 1-5 所示。 图 1-5 Arduino 转接板 还有人将 A
4、rduino 板进行优化,直接将针脚接口改成了 RJ25(或 RJ11)。如图所示: 图 1-6 个性化的 Arduino 板 总之,使用 RJ25(RJ11)接口,大大地简化了 Arduino 板的接线操作。 小博士 Arduino 是一款容易上手的开源电子平台,包含硬件(各种型号的 Arduino 板)和软件(Arduino IDE)。硬件部分是可以用来做电路连接的 Arduino 电路板,俗称主控板;软件部分则是 Arduino IDE,是对 Arduino 板进行程序开发的工具软件。你只要在 Arduino IDE 中编写程序代码,将程序上传到 Arduino 电路板后,程序便会告诉
5、Arduino 电路板要做些什么了。 二 软件平台 对 Arduino 板编程,可以使用 Arduino IDE,但是使用 Arduino IDE 编程对学习者的要求比较高。近年,国内外出现了许多基于 Arduino 平台的图形化编程软件,如 DFRobot、Makeblock、Mixly、编程猫等,于是,针对开源硬件的编程变得简单了。 本书使用编程猫的软件平台“源码编辑器”进行编程。 使用“源码编辑器”控制硬件,必须先安装编程猫硬件助手。安装方法如下: 第一步 下载编程猫硬件助手。 打开源码编辑器,选择“下载编程猫硬件助手”,如图 1-7 所示。 图 1-7 下载编程猫硬件助手 第二步 安装
6、编程猫硬件助手。 在连接硬件之前,需要运行编程猫硬件助手。好了,现在让我们来测试一下摇杆。 【例题 1-1】测试摇杆值。 【操作步骤】 第一步 通过 RJ 连线,将摇杆接入主控板接口,然后用 USB 线将 Arduino 主控板与电脑连接(如图 1-8 所示)。 图 1-8 连接硬件 第二步 打开源码编辑器,点击“添加硬件”,如图 1-9 所示。 图 1-9 添加硬件 然后根据自己手上的硬件情况选择积木块,如图 1-10 所示。 图 1-10 选择设备积木块 图中的硬件分为两类: 一类是 Arduino,只要是基于 Arduino 的硬件都可以选择 Arduino。连接成功后在源码编辑器的积木
7、区会出现 Arduino 积木盒子,如图 1-11 所示。另一类是具体品牌的硬件,如果手上的硬件品牌正好在上面出现了,应该选择该品牌。连接成功后,在源码编辑器的积木区会出现相应的积木盒子,如图 1-12 所示。 图 1-12 第三步 新建变量“x 值”和“y 值”,将变量的值分别设置为摇杆上获取到的数值,如图 1-13 所示。 图 1-13 测试摇杆值 运行程序,分别向上、下、左、右摇动摇杆,可以看到变量“x 值”和“y 值”发生变化。 三 用摇杆控制舞台角色 在上一册,我们编写了用键盘控制小车接苹果的程序。现在,让我们打开该程序,加上用摇杆控制小车接苹果的积木,然后用摇杆来玩接苹果的游戏!
8、【例题 1-2】修改接苹果程序,用摇杆控制小车接苹果。 【操作步骤】 第一步 打开源码编辑器。 第二步 打开上册“接苹果”的程序。 第三步 添加硬件。 用 USB 线将 Arduino 主控板与电脑连接。 选择适合自己硬件的积木盒子。选择不同的硬件会出现不同的硬件编程积木盒子。如图 1-14 所示。 图 1-14 选择不同的硬件,对应不同的积木盒 第四步 编写小车脚本。 检查摇杆连在 Arduino 主板的哪个接口上,然后将积木块上的接口调到与之对应。如图 1-15 所示。 图 1-15 “小车”脚本 8 当向左拨摇杆时,摇杆 x 轴上的值为 048;当向右拨摇杆时,摇杆 x 轴上的值为 48
9、96。因此,我们可以根据摇杆值的大小判断摇杆的方向,控制角色运动。 运行程序,现在用摇杆就可以控制小车移动啦! 小 技巧 如果所使用的硬件有专用的积木盒子,积木块中的接口和主板上标注的 接口是一致的。 如果使用 Arduino 转接板连线,由于 Arduino 的接口并没有统一的使用规范,因此使用 Arduino 积木块编程时,积木块中的接口可能与 Arduino 转接板上标注的接口不一致。这时就需要反复地改变积木块中的接口,直到正确为止。 试一试 1参考例题 1-2,完成用摇杆控制小车“接苹果”程序。 2修改五年级上册“飞翔吧,小鸟”程序,使用摇杆控制小鸟躲避障碍。五、板书设计:第一课 接苹
10、果 接 认识开源硬件。苹 下载、安装编程猫硬件助手,测试摇杆。果 用摇杆控制舞台角色。第一课 接苹果(一)导入:用摇杆玩游戏比用键盘更灵活、更刺激! 能用摇杆玩游戏呢? 哈哈,用摇杆玩游戏更刺激!一 开源硬件开源硬件是指全部资料都对外公开的硬件,允许任何人无偿使用,包括硬件的电路图、 软件资料等。由于不受知识产权的限制,开源硬件的价格非常便宜,用户非常多,特别适合青少年进行编程学习和创新实践。什么是传感器?传感器是一种用于感知外部信息的硬件设备。例如,摇杆是一种能够感知我们摇动方向的传感器。我们将摇杆连接到Arduino板上,通过编程,就可以用摇杆控制舞台角色。 怎样将摇杆连接到Arduino
11、板上呢? Arduino板上有很多可以插线的“输入/输出”针脚,称为Arduino的I/O口(I/O即Input/ Output),各种传感器都需要通过这些针脚与Arduino板相连。当然,这种连接太麻烦了。于是有人使用如图1-4所示的面包板来连线。 小博士 Arduino是一款容易上手的开源电子平台,包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)。硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板,俗称主控板;软件部分则是Arduino IDE,是对Arduino板进行程序开发的工具软件。你只要在Arduino IDE中编写程序代码,将程序上传到Arduino电路板后
12、,程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。 二 软件平台 第一步 下载编程猫硬件助手。 打开源码编辑器,选择“下载编程猫硬件助手”,如图1-7所示。 图1-7 下载编程猫硬件助手 第二步 安装编程猫硬件助手。 在连接硬件之前,需要运行编程猫硬件助手。【例题1-1】测试摇杆值。第一步 通过RJ连线,将摇杆接入主控板接口,然后用USB线将Arduino主控板与电脑连接(如图1-8所示)。 图1-8 连接硬件 第二步 打开源码编辑器,点击“添加硬件”,如图1-9所示。 图1-9 添加硬件 然后根据自己手上的硬件情况选择积木块,如图1-10所示。 图1-10 选择设备积木块 连接成功后在源码编辑
13、器的积木区会出现Arduino积木盒子,如图1-11所示。连接成功后,在源码编辑器的积木区会出现相应的积木盒子,如图1-12所示。第三步 新建变量“x值”和“y值”,将变量的值分别设置为摇杆上获取到的数值,如图1-13所示。 图1-13 测试摇杆值 运行程序,分别向上、下、左、右摇动摇杆,可以看到变量“x值”和“y值”发生变化。三 用摇杆控制舞台角色 现在,让我们打开键盘控制小车接苹果的程序,加上用摇杆控制小车接苹果的积木,然后用摇杆来玩接苹果的游戏! 【例题1-2】修改接苹果程序,用摇杆控制小车接苹果。 【操作步骤】 第一步 打开源码编辑器。 第二步 打开上册“接苹果”的程序。 第三步 添加
14、硬件。用USB线将Arduino主控板与电脑连接。选择适合自己硬件的积木盒子,如图:第四步 编写小车脚本。检查摇杆连在Arduino主板的哪个接口上,然后将积木块上的接口调到与之对应。如图1-15所示。 图1-15 “小车”脚本8 当向左拨摇杆时,摇杆x轴上的值为048;当向右拨摇杆时,摇杆x轴上的值为 4896。因此,我们可以根据摇杆值的大小判断摇杆的方向,控制角色运动。 运行程序,现在用摇杆就可以控制小车移动啦! 小技巧如果所使用的硬件有专用的积木盒子,积木块中的接口和主板上标注的接口是一致的。 如果使用Arduino转接板连线,由于Arduino的接口并没有统一的使用规范,因此使用Arduino积木块编程时,积木块中的接口可能与Arduino转接板上标注的接口不一致。这时就需要反复地改变积木块中的接口,直到正确为止。试一试1参考例题1-2,完成用摇杆控制小车“接苹果”程序。 2修改五年级上册“飞翔吧,小鸟”程序,使用摇杆控制小鸟躲避障碍。五、板书设计:第一课 接苹果 接 认识开源硬件。苹 下载、安装编程猫硬件助手,测试摇杆。果 用摇杆控制舞台角色。
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