创意智造第1课：认识软件和开发板课件-2025-2026学年暑期创客培训

创客培训：创意智造第1课 认识软件和开发板 信息科技夏令营暑假培训 培训教师：君君 目录 mind+软件下载安装 mind+界面介绍 常见的开发板介绍 aduino uno r3介绍 aduino uno r3扩展板 mind+软件下载安装 mind+软件下载安装 在校园的创客开源项目中，由于同学们的C和C++语言编程薄弱，通常在项目使用的编程软件是图形化编程的mind+软件。 mind+软件使用的是积木式图形化编程，简单易上手，并且mind+软件中兼容了多种开发板、传感器、执行器和功能模块。 mind+的软件版本有两种：mind+ V1.X mind+ V2.X；我们使用的版本是mind+ V2.X mind+软件下载安装 下载网址为：https://mindplus.cc/download.html 或者使用搜索引擎，搜索“mind+” mind+软件下载安装 双击安装包，选择安装语言（为简体中文），点击 OK 继续 按照安装向导提示进行安装，等待进度条完成即可 安装成功后，点击 完成 关闭安装向 mind+界面介绍 mind+界面介绍 在主界面右侧区域，主要分布着三个功能板块：程序设计、模型训练 和 界面设计。它们分别用于实现程序编写、人工智能训练以及交互界面设计。 程序设计 Mind+的核心编程区域 在该功能中，你可以通过图形化积木编程或代码编程的方式，编写程序来控制主控板、传感器、执行器。并支持多种主控（如：microbit、UNIHIKER K10&M10、Arduino等），让你轻松实现从见到控制到复杂交互的创意项目。 模型训练 Mind+的AI学习与训练平台 在该功能中，你可以收集数据、标注样本，并训练属于自己的 AI 模型，实现图像识别、声音识别、时序模式识别等智能功能。 训练完成的模型还能与程序设计模块联动，让作品具备“识别”“判断”“学习”的能力。 界面设计 用于创建交互界面区域 在该功能中，你可以设计按钮、文本框、图片、仪表等控件，实现人机交互或数据显示功能。 它常用于制作智能控制面板、可视化监控界面或创意互动作品。 mind+界面介绍 mind+界面介绍——上传模式 上传模式是直接将程序写入硬件设备（如：micro:bit、行空板K10、Arduino Uno等主控设备）的工作模式。在该模式下，程序不在依赖实时运行，而是存储在硬件中，设备可以独立运行，即使断开设备与电脑的连接，也能继续运行程序。 特点： 程序独立运行： 上传后的程序储存在硬件内部，设备可脱机执行。 无需实时连接： 无需持续连接电脑即可运行，适合展示或长期运行的项目。 使用多种硬件： 支持 micro:bit、行空板K10、Arduino Uno等多种设备。 代码执行效率高： 上传模式下程序直接在设备上运行，响应更快。 mind+界面介绍——上传模式 mind+界面介绍——上传模式 按钮名称 功能说明 适用场景 仅编译 将程序代码进行语法检查并生成可执行文件，但不会上传到主控板。 用于检查程序是否正确、是否能通过编译，方便调试和修改代码。 编译后上传 在完成编译验证后，自动将生成的可执行程序上传到主控板中运行。 程序确认无误后，将代码烧录到设备中，实现离线执行。 mind+界面介绍——上传模式 在上传模式下，当添加了主控设备后，可通过点击“连接设备”按钮，实现硬件的连接或断开。同时还提供了快捷入口“教程”以及“打开设备管理器”方便排查硬件连接故障。 mind+界面介绍——上传模式 在上传模式下，扩展区支持添加两类扩展内容： 主控扩展：用于选择或更换当前编程所使用的硬件主控板，例如 Arduino、micro:bit、行空板K10 等。 模块扩展：在主控选择完成后，可进一步添加适配该主控的传感器、执行器或功能模块扩展，丰富程序功能实现。 mind+界面介绍——上传模式 主控扩展是系统识别和控制硬件的核心部分，加载后可驱动对应主控板及其套件。主控扩展进一步分为：主控板和套件。 mind+界面介绍——上传模式 主模块扩展是在选择好主控板后自动匹配显示的功能区域，系统会根据该主控支持的硬件列出可用模块，用户可根据项目需求手动选择添加。这些模块可用于增强项目功能，实现更丰富的交互与控制 mind+界面介绍——上传模式 在上传模式中，编程区是进行程序搭建的核心区域。当用户选择好主控板并添加所需模块后，即可将模块区中的指令积木拖动到编程区，通过组合逻辑、控制结构和功能模块，完成完整程序的构建。 mind+界面介绍——上传模式 当用户使用图形化积木进行编程时，系统会自动将积木指令转换为对应的代码，并实时显示在该区域中，帮助用户理解图形化指令与代码之间的对应关系，便于进阶学习。 mind+界面介绍——上传模式 1. 输出 用于显示程序在“编译”和“上传”过程中的系统提示信息，例如编译是否成功、上传进度是否正常等，便于用户快速判断程序是否顺利烧录到主控板。 mind+界面介绍——上传模式 2. 串口监视 用于查看主控板在程序运行过程中通过串口发送的数据。用户可以通过在程序中加入串口打印指令，将变量值、传感器数据或运行状态输出到该窗口，实现程序调试与数据观察。 常见的开发板介绍 常见的开发板介绍 aduino uno R3 是学生踏入硬件创新大门的“第一块开发板”，其稳定可靠，简单耐用，海量资源，拥有数量最多的教程、项目和开源库和成熟的生态社区和生态系统。 常见的开发板介绍 ESP 32 ESP32是推动创客从“爱好者”迈向“物联网时代创造者”的“核心引擎”。它的出现，极大地降低了连接现实与数字世界的门槛。 常见的开发板介绍 ESP 8266 ESP8266就是那个引爆物联网时代的“价格屠夫”和“普及者”。它催生了海量的物联网创意项目，极大推动了整个创客运动和物联网的普及 常见的开发板介绍 掌控板 掌控板在我国的中小学教育中，扮演了“教育普及者”和“生态构建者”的关键角色。是我国教育部推出适合中小学创新创客教育的硬核学习工具。 常见的开发板介绍 micro:bit V2 它提供稳定、成熟、资源丰富的学习体验，特别适合K-12阶段的系统性编程教育。它与微软合作推出的MakeCode图形化编程平台，因其在线免安装和拖拽式编程的便捷性深受欢迎。其创新的虚拟U盘功能，让烧录程序像拷贝文件一样简单 常见的开发板介绍 行空板K10 行空板K10是当前中国创客教育生态中，推动AI教育普及的关键硬件。它将前沿的AI技术从云端拉到了课桌上，让每一个孩子都能有机会亲手创造“智能””。它提供了一个标准化、低门槛的AI教学平台，让老师能轻松开展人工智能课程。 aduino uno r3介绍 aduino uno r3介绍 创意智造选择aduino uno r3作为主要的开发板，原因一：Arduino Uno R3被誉为“最著名的开发板，没有之一”，是初学者的理想首选。它采用简化的C++编程框架和易于使用的Arduino IDE，学习者能快速上手，将精力集中在创意实现而非复杂配置上。 原因二：作为“Arduino生态系统的‘大本营’”，Uno R3拥有全球最庞大的社区和资源库。无数开源库、教程、书籍和项目案例，让学习者在遇到问题时几乎总能找到解决方案。 aduino uno r3现在是大部分创意智造的中小学选择的主流开发板之一 aduino uno r3介绍 核心硬件：两大处理器 Arduino Uno R3 的硬件核心由两颗处理器协同工作： 主处理器 (ATmega328P)：这是Uno的“大脑”，负责执行你编写的程序（Sketch），控制所有连接的传感器和执行器。 副处理器 (ATmega16U2)：这是一个重要的升级。它专门负责USB与串口通信，使得Uno R3在Linux和macOS系统下无需安装驱动即可使用。更重要的是，它让Uno能够模拟键盘、鼠标、摇杆等USB HID设备，为创意项目提供了更多可能性。 aduino uno r3介绍——🔌 引脚与接口详解 电源引脚 VIN：外部直流电源输入引脚，可接电池或电源适配器。 5V：输出稳定的5V电压，可为外部模块供电。 3.3V：输出稳定的3.3V电压，最大输出电流50mA。 GND：地线引脚，用于闭合电路。 aduino uno r3介绍——🔌 引脚与接口详解 数字I/O引脚 (D0-D13)功能：可作为输入（读取传感器状态）或输出（控制LED、电机等）。 PWM引脚 (D3, D5, D6, D9, D10, D11)：支持脉冲宽度调制，可用于模拟输出，如调节电机转速或LED亮度。 D13：连接了板载的LED指示灯，可用于简单的调试和状态指示。 串口引脚 (D0/RX, D1/TX)：用于串口通信，接收(RX)和发送(TX)数据。 模拟输入引脚 (A0-A5)功能：读取外部模拟信号（如温度、光线强度），并将其转换为0-1023的数字值。 aduino uno r3介绍——🔌 引脚与接口详解 其他重要接口 USB接口：用于连接电脑，实现供电、程序上传和串口通信。 电源插孔 (Power Jack)：用于连接外部电源适配器（建议7-12V DC）。 ICSP接口：一种在线串行编程接口，可用于直接烧录微控制器的引导程序（Bootloader）或进行高级调试。 复位按钮 (Reset Button)：按下后，微控制器将重新启动程序。 aduino uno r3扩展板 aduino uno r3扩展板——I/O传感器扩展板 把Arduino的端口扩展成3P接口，直插3P传感器模块。14个数字口（6个PWM口），6个模拟口。 丰富的通信和存储模块接口。中部直插Xbee封装的蓝牙、WIFI和Xbee通信模块。旁边设置了普通蓝牙模块、APC和SD卡的扩展接口。 外部电源扩展，为你的Arduino作品提供持久续航。扩展板角落接线柱为主控器和扩展板供电，中部接线柱为数字口上的舵机供电。 aduino uno r3扩展板 “D”:代表的是数字信号(Digital Signal)。也就是对应连接到控制板的数字引脚。 “A”:代表的是模拟信号(Analog Signal)。也就是对应连接到控制板的模拟引脚。 而IO扩展板的最大的好处之一，就是相对于控制板上的仅限的几个电源接口，扩展板大大了增加了电源接口和GND接口，不用担心，如果连接多个传感器时，会出现电源接口不够的情况。 在板子上，数字引脚和模拟引脚下面都会有对应一排“红色”排阵，以及一排“黑色”排阵。这就是扩展出来的电源接口。红色排阵是与电源相连的，黑色排阵对应与GND相通。 aduino uno r3扩展板——I/O传感器扩展板 把Arduino的端口扩展成3P接口，直插3P传感器模块。14个数字口（6个PWM口），6个模拟口。 丰富的通信和存储模块接口。中部直插Xbee封装的蓝牙、WIFI和Xbee通信模块。旁边设置了普通蓝牙模块、APC和SD卡的扩展接口。 外部电源扩展，为你的Arduino作品提供持久续航。扩展板角落接线柱为主控器和扩展板供电，中部接线柱为数字口上的舵机供电。 $