Micro Bit

Micro Bit(也叫做BBC Micro Bit,或风格化为micro:bit)是基于ARM架构嵌入式系统,由BBC设计用于英国的计算机教育。

BBC micro:bit
BBC micro:bit 微控制器的背面。
開發者BBC Learning, BBC R&D, ARM Holdings, Nordic Semiconductor, NXP Semiconductors, Lancaster University, Microsoft, Python Software Foundation, element14, Technology Will Save Us, Samsung, ScienceScope, Barclays
類型单板微控制器
推出日期学校:2015年9月(延期)
公众:2015年10月(延期)
首次递交给教师于2016年2月[1]
採用的SoCNordic nRF51822 SoC
中央處理器16 MHz ARM Cortex-M0微控制器。
記憶體256 KB Flash,16 KB RAM。
連接性Bluetooth LEMicroUSB,边缘连接器。
官方網站microbit.org

电路板大小为4cm×5cm,拥有1个ARM Cortex-M0处理器,感應器方面,包括︰加速度传感器和磁力传感器,通訊包括︰蓝牙和USB连接,可透過網頁编程,直接把程式導入。由25个 (5*5) 紅色LED组成的显示屏,可以顯示單色圖案或動畫。2个可编程按钮,可以用USB或者外部电池包来供电[2]。设备输入和输出包括环孔连接器和边缘连接器。

硬件

加速度传感器三轴方向

设备大小可描述为信用卡的一半大小[3]首发的最终制造产品[4],实测为43mm×52mm,它包括有:

I/O包括环孔连接器:3个GPIO(P0、P1、P2),1个电源正极(3V),1个接地即电源负极(GND),它们接纳鳄鱼夹或4mm香蕉插头[12]边缘连接器针脚(也称为金手指)的标号,依次为micro:bit设备抽象层(DAL)指定的:P3、P0、P4-P7、P1、P8-P12、P2、P13-P16、3V(3个)、P19-P20、GND(3个),共19个可设置的GPIO(未引出内部使用的P17、P18)。其中5个可完全自由使用(P0-P2、P8、P16),6个共用于LED阵列显示屏(P3、P4、P6、P7、P9、P10),2个共用于按钮A、B(P5、P11),1个保留给无障碍接口输入(P12);可设置出1路SPI总线(P13-P15),1路I²C总线(P19-P20),1对UART串行收发;可设置出6个模拟输入(P0-P4、P10),3个触摸感应输入(P0-P2),3个PWM输出[14]

在连接了USB的情况下,KL26Z负责对这个PCB余下部份供电,将USB供给的5V±5%电压规整降至3.3V。KL26Z限定最大电流120mA,电源环孔或针脚输出可能只余下90mA。在使用电池连接器供电时,电池不为KL26Z供电,nRF51供电和电源环孔或针脚输出都来自电池。还可以谨慎的从电源环孔或针脚向micro:bit供电,从电池连接器、环孔或针脚择一供电时都不可超过3.6V极值[15]

软件

Micro Bit的软件是使用ARM Mbed开发工具建立的[16],并且采用了其编程接口DAPLink 页面存档备份,存于,设备在连接到计算机的时候,是作为一个USB大容量存储设备而出现的[13]兰卡斯特大学开发了micro:bit运行时系统(有时称为设备抽象层),提供了事件驱动编程和键-值存储机制[17],采用了Nordic半导体nRF51 SDK 页面存档备份,存于S110 SoftDevice 页面存档备份,存于,以及MbedBLE API 页面存档备份,存于,并与蓝牙技术联盟协作开发了定制的BLE profile 页面存档备份,存于。用户用C/C++语言编写的应用程序,可以通过Mbed在线编译器[16]Mbed CLI 页面存档备份,存于GNU MCU Eclipse 页面存档备份,存于Keli µVISION 页面存档备份,存于等开发工具,利用ARM编译器 页面存档备份,存于GNU ARM工具链 页面存档备份,存于来进行编译,编译后的目标代码接着通过USB连接或手机app蓝牙连接而被刷写到设备中。

micro:bit基金会网站 页面存档备份,存于上有侧重于教育的2个官方在线代码编辑器

针对micro:bit的其他开发工具有:

除了micro:bit运行时系统所采用的Mbed OS 2 页面存档备份,存于,以及nRF51 SDK支持的CMSIS-RTOS RTX 页面存档备份,存于[23][24][25],可以在micro:bit上运行的嵌入式操作系统还有:ZephyrApache MynewtRIOT

针对micro:bit的其他编程语言有:uLisp[26]、Mecrisp Forth[27]Free Pascal[28]GNAT Ada[29]、TinyGo[30]Rust[31]Swift[32]等。其他交互语言有Scratch3.0[33]、Dyalog APL[34]Simulink编码器支持包[35]Node-RED模块[36]App Inventor + IoT[37]、BlockyTalkyBLE[38]等。

历史

Micro Bit被设计用来鼓励儿童活跃的投入为计算机书写软件和建造新东西,而不是成为媒体的消费者[2]。它被设计为并肩工作于其他系统,比如Raspberry Pi[39],它也建造在BBC在计算机教育中的BBC Micro这项遗产之上[40]

合作伙伴

Micro Bit的开发汇集了众多伙伴与BBC一起工作:

  • ARM控股 – 提供Mbed开发工具、固件和编译器服务[41]
  • Nordic半导体 – 为这个设备提供目标MCUBLE协议栈[2]
  • NXP半导体 – 提供接口MCU、USB控制器和传感器[2]
  • 蓝牙技术联盟 – 与兰卡斯特大学协作开发定制的Bluetooth LE profile[42]
  • 兰卡斯特大学 – 开发这个设备的运行时系统,与蓝牙技术联盟协作开发定制的Bluetooth LE profile[41]
  • 微软 – 贡献了自己在TypeScript等方面的软件专门知识。它在其TouchDevelop平台上为这个设备定制了专题项目[43],还开发了这个设备的教师训练材料[2]
  • Python软件基金会 – 将MicroPython移植到这个设备,建立本机和基于web的初学者友好的Python代码编辑器,出品大量教育资源并为教师建立有组织的开发者领导的工场[44][45]
  • Farnell element14 – 监督这个设备的制造[2]
  • Technology Will Save Us – 设计这个设备的物理外观,编写出厂演示程序[12]
  • 三星集团 – 开发Android app并帮助把设备连接到智能手机平板电脑[41]
  • ScienceScope – 开发iOS app并把这个设备发布到学校[41]
  • 巴克莱银行 – 提供产品递送和外展活动[41]
  • 惠康基金会 – 为教师和学校提供学习机会[41]
  • STEMNET – 提供STEM大使来支持学校和教师并联系第三方比如Bloodhound SSC和Cisco[46]
  • 思科系统 – 向STEMNET提供人员和资源来资助国家首展[46]
  • Creative Digital Solutions – 开发教师材料,工场和外展活动[46]
  • Code Club – 建立一系列引导9到11岁儿童的编码资源并通过志愿者递送运行编码俱乐部[46]
  • Kitronik – 为BBC micro:bit生产并分发5500份e-textile kit给英国内的D&T教师。设计硬件比如Motor Driver board来允许BBC micro:bit控制设备比如电动机伺服系统[46]
  • Tangent Design – 建立BBC micro:bit品牌标识并开发web站点[46]

BBC研究发展部建立了原型设备和软件栈 页面存档备份,存于,在最初宣布中进了展示[47],在学校中测试了这项提议,并为合作伙伴后续建设提供了参考规定[48]

Microbit教育基金会

在成功的于英国推出了micro:bit之后,BBC将BBC micro:bit的未来交付给新成立的非营利性Micro:bit教育基金会[49]。从BBC到Micro:bit教育基金会的迁移首先是将官方网站从www.microbit.co.uk转移到了https://microbit.org/ 页面存档备份,存于

制造

Premier Farnell负责管理BBC micro:bit的制造,监督各厂商进货所有部件并在各自的加工工厂生产micro:bit[50]

Microbit在香港

Micro:bit 已被廣泛利用到香港中小學的資訊科技課程中,亦被視爲是正式課程裡的一環。

参见

书籍

引用

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  2. Anthony, Sebastian. . arstechnica.uk. 7 July 2015 [8 July 2015]. (原始内容存档于2017-11-08).
  3. . [2018-03-28]. (原始内容存档于2016-05-22).
  4. Bell, Lee. . The Inquirer. 7 July 2015 [2018-03-29]. (原始内容存档于2019-12-20).
  5. Sherwin, Adam. . The Independent. 7 July 2015 [7 July 2015]. (原始内容存档于2015-08-16).
  6. Austin, Jonathan. . 7 July 2015 [2018-03-29]. (原始内容存档于2016-05-05). …we plugged them into a Nordic NRF51822 development kit, which uses the same chip as the micro:bit…
  7. (Shockwave Flash) (Television production). BBC. 事件发生在 00:39. 7 July 2015 [2018-03-29]. (原始内容存档于2020-10-23).
  8. Franklin-Wallis, Oliver. . wired.co.uk. 7 July 2015 [8 July 2015]. (原始内容存档于2015-11-01).
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  50. Where to buy the BBC micro:bit and BBC micro:bit accessories 页面存档备份,存于.

外部链接

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