第1章
什麼是 microt:bit
歡迎來到 microt:bit圖形化程式設計世界。本章中，你将認識什麼是microt:bit，以及 microt:bit作為一個微型計算機開發闆具有哪些強大的功能。如圖 1.1是一個手持microt:bit裝置工作的畫面，我們相信，對于 microt:bit硬體基本設計的認識，可以幫助學生在 microt:bit開發過程中梳理思路，對每一個代碼子產品組也會有更深刻的了解。當然，如果你已經對 microt:bit的硬體有了一些了解，也可以跳過本課節，直接開始第 2章的學習。
圖 1.1.一台工作中的 microt:bit
1.1 第一次遇見 microt:bit
1.1.1 microt:bit是什麼
micro:bot是什麼?它可以用來做什麼？它可以吃嗎？帶着問題學習是一個非常好的習慣，是以，老師不打算直接告訴你這兩個問題的答案。不過老師可以告訴你：microt:bit不能被當做食物，如果你強行咬上一口，我敢保證，那口感一定差極了。那麼microt:bit可以做什麼呢？事實上，microt:bit是英國廣播公司（BBC）聯合很多企業及社會組織推出的一個基于 ARM晶片的微型可程式設計計算機。它的“個頭”很小，僅 4厘米長，3厘米寬，不到 1厘米厚（也就比你的文具盒裡的橡皮大那麼一點）。如圖 1.2和圖 1.3展示了這台小巧裝置的正面和反面“定妝”照。但是，可不要小瞧了它，microt:bit可以說是“麻雀雖小，五髒俱全”。一個标準的 microt:bit配備了加速度計、磁力計、光電傳感器、藍牙傳輸晶片、兩個按鈕、25個發光二極管組成的顯示屏、一個微型 USB接口、一個充電接口，以及用于擴充輸入和輸出功能的引腳若幹。等一下，讓我們先喘口氣，老師不會要求你一口氣記住這些元件，這裡我們隻會重點介紹一些主要元件，其他元件會在之後的章節中做詳細講解。
圖 1.2.microt:bit正面實物圖圖
1.3.microt:bit背面實物圖
知識點
ARM晶片又稱 ARM處理器，全稱為 Advanced RISCMachine。ARM處理器在嵌入式計算機領域（例如智能手機和平闆電腦）一直占有較大份額的市場。ARM處理器具有小巧、價格低廉及低功耗的特點。雖然 ARM處理器不如主流的英特爾和 AMD處理器計算速度快，但是其尺寸小的優勢足以讓它應用在所有可以想到的領域中。除了手機領域，ARM處理器的應用場景還有很多，如電視機頂盒、智能咖啡機、遊戲機、汽車的安全氣囊和防抱死刹車系統等。
說一說
在探索 micro:bit世界之前，讓我們再仔細看一看 microt:bit的背面實物圖。出于行業規範，microt:bit已經盡可能齊全地将執行特定功能的元件用英文單詞辨別了出來。通過這些英文單詞，你能猜出這些元件的功能嗎？
1.1.2 顯示屏
microt:bit的顯示屏位于整個裝置的正中央，它是 microt:bit的主要輸出裝置（Output Device）。現在一個常見計算機顯示屏的分辨率可能為 1920×1080像素（pixel），而 microt:bit的顯示屏分辨率僅為 5×5=25像素，如圖 1.4所示。雖然 25像素聽起來不太多，但是足以顯示數字、字母、單詞，甚至可以顯示柱狀圖或者用作遊戲顯示屏。在第 2章中，我們将一起體驗如何通過代碼塊實作對 microt:bit顯示屏的控制。
輸出裝置是計算機硬體的終端裝置，用于将計算機資料輸出給外部環境。常見的輸出形式有顯示、列印、發聲，以及控制計算機的外圍操作裝置等。換言之，輸出裝置可以把計算機裡的資料或資訊以圖像、聲音等形式表現出來。常見的輸出裝置有顯示器、列印機等。顯示屏是我們接觸到的第一個 microt:bit輸出裝置（元件）。
圖 1.4.microt:bit的 5×5 LED顯示屏
1.1.3 按鈕
microt:bit的兩個按鈕分布于顯示屏兩旁，在按鈕旁邊你可以看到非常明顯的 A、B辨別，如圖 1.5所示。可以通過按下按鈕對 microt:bit發出簡單的指令，我們統稱這類可以向 microt:bit發出傳入資訊和資料的元件叫做輸入裝置（Input Device）。當然，這些指令都是通過編寫合理準确的代碼實作的。microt:bit内部有一種機制叫做監聽，一旦給 microt:bit連接配接上電源，其監聽器就會開始運作，以監聽按鈕是否被按下了。
這兩個按鈕在技術上叫做瞬時開關（Momentary Switch）,它跟家裡用來控制燈的開關是不同的。家中的開關又叫鎖式開關（Latching Switch），一旦你從一種狀态，比如“關燈”撥動到另一種狀态“開燈”，它的狀态就會保持住，直到你下一次撥動它。而瞬時開關不同，隻有在被按下的一瞬間狀态會是開啟的，當你的手從下壓的按鈕上離開時，按鈕會自動彈起，開關再次關閉。
其實在 microt:bit背面還存在着第 3個按鈕——重新開機按鈕。重新開機按鈕的功能就跟它的名字一樣，可以強行切斷電源，然後讓 microt:bit重新執行代碼。除非你知道自己在做什麼，否則不要在程式執行一半的時候觸碰它。
圖 1.5.microt:bit的A、B按鈕位于正面顯示屏的兩側，重新開機按鈕位于背面上方
輸入裝置是向計算機輸入資料和資訊的裝置，常見的有鍵盤、滑鼠、攝像頭和掃描器等。輸入裝置的存在使得計算機能夠接收各種各樣非數值型的資料，如圖形、圖像和聲音等。這些資訊都可以通過對應的輸入裝置轉換成二進制數值、音量值和亮度值等資料存儲到計算機中。當然，也可以直接使用輸入裝置輸入數值類型的資料，例如使用鍵盤輸入。按鈕是我們接觸到的第一個 microt:bit輸入裝置（元件）。
1.1.4 處理器
處理器通常被稱為計算機的“大腦”。microt:bit作為單片機，由于空間有限，将記憶體、存儲器和中央處理器整合成了一個整體，在 microt:bit上用英文 processor作為辨別（如圖 1.6所示），這樣的結構稱為片上系統（System on Chip）。
圖 1.6.microt:bit處理器
SoC（System onChip，片上系統）是對像 microt:bit一樣将記憶體、存儲器和中央處理器內建在單一進制件上的系統的統稱。
1.1.5 無線電收發裝置
無線電收發裝置（Radio）能夠讓 microt:bit的裝置之間實作簡單的通信和資訊傳輸。microt:bit采用的是一種叫BLE（Bluetooth Low Energy）的低功耗藍牙。microt:bit背面的 BLE ANTENNA辨別指的就是用于藍牙傳輸的天線所在處，如圖 1.7所示。
圖 1.7.micro: bit的無線電天線
1.1.6 加速度計
加速度計（Accelerometer）是 BBC microt:bit的兩個内置傳感器之一，它是一個比處理器晶片還要小的內建電路，如圖 1.8所示。這個元件可以允許 microt:bit測量3個坐标軸（ X軸、Y軸和 Z軸）的固定加速度。也就是說，microt:bit可以探測到旋轉及轉動的方向和力度。
圖 1.8.microt:bit加速度計
注 意
第一次使用這個元件的相關代碼塊時，程式會自動進入一個“動作感應遊戲”，你需要左右晃動microt:bit，直至點亮所有的 25個 LED燈泡。
1.1.7 電子羅盤
電子羅盤（Compass）的工作方式和航海用的羅盤大緻是相同的。電子羅盤能夠相對精确地探測出地磁北極，要找到它就要注意 microt:bit背面的 COMPASS辨別，如圖 1.9所示。
圖 1.9.microt:bit電子羅盤
1.1.8 輸入 /輸出引腳
輸入 /輸出引腳位于 microt:bit的底部。嚴格來講，它隻是位于 microt:bit這個印制電路闆兩面的銅條。它的正面分别用 0、1、2、3V和 GND進行了标記，如圖 1.10所示。前 3個标記是 microt:bit主要的輸入和輸出引腳，而後兩個則能為建立的電路提供電源和接地。
圖 1.10.microt:bit的輸入 /輸出引腳
1.1.9 微型 USB接口
micor:bit的微型 USB接口位于背面上方的中間位置，如圖 1.11所示。它的主要作用是為 microt:bit提供外接電源，因為 microt:bit的尺寸太小，不允許有電源鑲嵌在闆子上。接口的另一個作用是連接配接到計算機上，下載下傳 microt:bit程式或者與計算機進行互動（例如，使用 microt:bit控制計算機上的 Scratch程式）。
圖 1.11.microt:bit的微型 USB接口
1.1.10 電池接口
電池接口（如圖 1.12所示）的設計目的是為了提高 microt:bit的便攜性。這個接口可以讓 BBC microt:bit連接配接 3V的電池組，以便随時給 BBC microt:bit上運作的程式提供電源。
圖 1.12.microt:bit的電池接口
1.2.小結
本章主要涉及 microt:bit硬體的基礎知識。學習程式設計的過程雖然是軟體開發的過程，但是每一個項目的構思和設計，都離不開硬體的支援。是以，建議同學們牢記 microt:bit提供的強大硬體支援都有哪些，這會極大地助益後面的學習。
1.3.練習題
1．SoC的全稱是
, 中文叫做片上系統，是指将 、 和 等各種處理器集合為一個整體的系統。microt:bit的處理器就是應用了這一系統。
2．microt:bit 顯示由 個發光二極管（LED）構成，這些發光元件以 5×5的矩陣形式排列，是以 micro:bit顯示屏又叫做 顯示屏。
3．通過程式設計，我們不僅可以控制 micro:bit顯示屏中每個 LED的明暗，還可以調節它的亮度。這個說法正确嗎？
4．show leds塊不僅可以顯示英文和英文标點符号，也可以顯示中文和數字。這個說法正确嗎？
5．顯示屏是 microt:bit主要的輸出裝置，同時兼具輸入功能。這個說法正确嗎？
6．下面是一組 microt:bit的正反面說明（見圖 1.13和圖 1.14），老師已經标記出了那些重要的元件，現在需要你為每個元件加上名稱及功能說明。
圖 1.13.習題示例圖 1
圖 1.14.習題示例圖 2
提 示
盡可能為每個元件寫出更加準确的名稱和說明，如果不知道答案，請一定仔細閱讀本章内容。其中有個别元件并沒有在本章中提到，你可以上網查詢答案！