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比第一代更完美，適用性更強——Circuit Playground Express評測

Adafruit Circuit Playground Atmel Microsoft MakeCode python

2022-06-06
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作者：SATURN
來源：21ic

[導讀]
麻雀雖小五臟俱全，Adafruit出品的Circuit Playground Express是Circuit Playground Classic的升級版，板載資源更加豐富�？梢酝ㄟ^MakeCode、CircuitPython、Arduino IDE（或直接ARM GCC編程）多種方式來編程，非常適合新手學習和藝術(shù)家進行創(chuàng)意實現(xiàn)。

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

如果是入門者，可以使用Microsoft MakeCode來進行圖形化程序開發(fā)，該IDE基于Javascript語言。也可以使用它來嘗試CircuitPython，Python解釋器在Express上運行。隨著對編程技術(shù)的慢慢深入，還可以使用Arduino IDE，Arduino使用C/C++語言，完全可以控制低層的硬件工作，創(chuàng)作強大的項目完全不在話下。目前，該主板不支持Firmata / Code.org 。

因為可以通過三種不同的方式來進行Express編程，相對來說，Express具有更高的附加值及可重用性。無論是初學者還是資深的電子工程師， Circuit Playground Express都有適合每個人的東西。

Express使用圓形設(shè)計，并在其周圍提供了適用鱷魚夾的焊盤，因此不必焊接即可使其工作，相對于傳統(tǒng)使用面包板來搭建電路而言，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)備就能顯示并開始工作，不需要特殊的電纜或適配器。將代碼寫入開發(fā)板后，使用其它的供電方式給開發(fā)板供電，開發(fā)板就能正常工作。

以下是Circ Circuit Playground Express的主要特色：

• 10個迷你NeoPixels，每個都可以顯示任何顏色

• 1個運動傳感器(LIS3DH三軸加速度傳感器，帶有抽頭檢測，自由落體檢測)

• 1 x溫度傳感器(熱敏電阻)

• 1個光傳感器(光電晶體管)。也可以充當顏色傳感器和脈沖傳感器。

• 1個聲音傳感器(MEMS麥克風)

• 1個帶D類放大器的迷你揚聲器(7.5mm磁性揚聲器/蜂鳴器)

• 2個按鈕，標記為A和B.

• 1個滑動開關(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。也可以充當接近傳感器。

• 8個鱷魚夾友好的輸入/輸出引腳

• 包括I2C，UART，可以做模擬輸入的8個引腳，多個PWM輸出

• 7個焊盤可以充當電容式觸摸輸入，其余的1個是真正的模擬輸出

• 綠色的“開”LED讓你知道它的電源

• 紅色“#13”LED用于基本閃爍

• 復位按鈕

• ATSAMD21 ARM Cortex M0處理器，運行在3.3V和48MHz

• 2 MB SPI Flash存儲器，主要用于CircuitPython存儲代碼和庫。

• MicroUSB端口用于編程和調(diào)試

• USB端口可以像串行端口，鍵盤，鼠標，操縱桿或MIDI!

Circuit Playground Express的神奇之處在于可以通過三種方式：

• 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 開始 - 它不僅適用于 Circuit Playground Express，而且還可以快速開始編程，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瀏覽器的計算機上運行。你可以在Mac，Windows，Linux和Chromebook上使用它。MakeCode使用像Scratch一樣的拖放塊，沒有語法或分號。塊拼接在一起創(chuàng)建更大和更復雜的項目。MakeCode讓你在5分鐘或更短的時間內(nèi)開始使用，內(nèi)置了指南和項目，但它也很有趣。MakeCode的運行時間令人驚訝，盡管看起來非常簡單，但它可以完成通常需要高級編程的非常復雜的任務(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，非常適合初學者或者小朋友來進行電子入門編程。MakeCode針對Express開發(fā)板提供了許多現(xiàn)成的組件，當然也包括復雜的程序邏輯組件如條件模塊、比較模塊來實現(xiàn)程序邏輯。

下圖是一個簡單的流水燈效果開發(fā)界面

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

注意到圖中"show animation..."模塊中的下拉列表指示標志，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里，從而將代碼文件上傳到開發(fā)板，確實非常方便!

這里補充一下，要進入下載模式，只需要按一下Express開發(fā)板上的reset鍵，然后松開，等開發(fā)板上的LED燈變綠，就進入了下載模式。此時在PC端會有一個名為CPLAYBOOT的磁盤，將下載的.uf2文件直接拖到該磁盤，就完成了下載，開發(fā)板自動復位，開始運行剛下載的代碼。

隨著人工智能和機器學習的慢慢普及，Python也漸漸進入大眾的視野。毫無疑問，Python是一門非常適合入門AI的程序設(shè)計語言，借助這個小小的Express開發(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)展最快的編程語言，它是一種高級編程語言，這意味著它的設(shè)計更容易閱讀，編寫和維護。Python支持模塊和軟件包，可以輕松地將你的代碼用于其他項目。它有一個內(nèi)置的解釋器，這意味著沒有額外的步驟，如編譯，讓你的代碼工作。當然，Python是開源軟件，意味著任何人都可以免費使用，修改或改進。CircuitPython被設(shè)計為在微控制器板上運行。微控制器板是帶有微控制器芯片的主板，實際上它是一臺小巧的一體機。你持有的電路板是一塊微控制器板!CircuitPython易于使用，因為你只需要使用這個小小的開發(fā)板，使用USB電纜和計算機連接好就行了。

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，那么你可以輕松將其應(yīng)用于使用CircuitPython。如果你以前沒有經(jīng)驗，其實開始真的很簡單!

要在Express上體驗Python，首先要將Express開發(fā)板變成一個Python解釋器，官方為我們提供了專門的.uf2文件，只要將該文件寫入到Express開發(fā)板，就可以在Express體驗Python的開發(fā)了。

上圖演示了將CircuitPython固件寫入到Express開發(fā)板的過程。

官方為CircuitPython提供了一個專用的Python代碼編輯器，名為Mu，從官方網(wǎng)站下載Mu編輯器安裝，接下來使用Mu來寫一段簡單的代碼并讓它開始工作

除了熟悉基本的Python語法，要讓Express工作的話，還需要熟悉一下具體的硬件庫，如上述代碼中的board及pulseio模塊，好在Python提供了強大的內(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，這些都是開發(fā)板引出的引腳，可以連接外部設(shè)備來進行編程并使之工作。

上述代碼演示了使用內(nèi)置的D13引腳來輸出PWM信號，如果你熟悉PWM的工作機制，想必對于頻率及占空比這些概念一定非常熟悉，這段代碼就是通過調(diào)整占空比來實現(xiàn)PWM輸出的。

將代碼保存到開發(fā)板映射到PC端的磁盤上，命名為main.py，然后就會看到開發(fā)板上的LED燈開始呼吸了!

真的不難!

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

總結(jié)來說，Express開發(fā)板的優(yōu)點如下：

• 體積小巧，方便攜帶

• 板載豐富的功能器件，再也不用搭建實驗電路了

• 開發(fā)環(huán)境豐富，支持圖形化、Python及C/C++等開發(fā)語言，老少咸宜

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

• ...

對于一塊$24.95的開發(fā)板來說，咱還能有更多的要求么!截止本文完工時，官網(wǎng)上顯示這塊開發(fā)板已OUT OF STOCK!!!

參考資源：