【图形化学习 Arduino】（一）基础概念

Makeblock

Arduino 可谓是创客界最知名的平台了，被誉为「创客七种武器」之长生剑。在各大论坛、博客、企业网站上也存在着大量的 Arduino 教程，带领新手入门。本系列将从另外一个角度——图形化——来讲解 Arduino，降低门槛，让没有接触过编程的朋友也可以轻松学会 Arduino。

本系列教程所使用的软件主要是：mBlock。下载地址：mBlock

数年前，MIT 媒体实验室开发了一款图形化编程软件，名为 Scratch，广受好评。然而 Scratch 只能在电脑里编程，不能和硬件交互，对于创客而言，这是一大缺陷。针对这一点，Makeblock 团队对 Scratch 做了一系列的优化和整改（遵从开源协议），让它完美兼容了 Arduino 等硬件平台，优化后的软件名为 mBlock。

mBlock 界面中，学习 Arduino 最常用的区域有：①积木区 ②脚本区

还有一个隐藏区域：Arduino 代码区，mBlock 可以将图形化的程序实时转换为 Arduino 代码，供使用者参考和学习。下图显示了一个简单程序的图形化表示和代码，通过相互对比，再尝试修改，可以很轻松地学习 Arduino 编程，不再为语法细节而困扰。

案例：

接下来我们来看一个简单案例，如何使用 mBlock 来学习 Arduino。

首先，在 mBlock 下载 mBlock 并安装。然后，拿到一块 Arduino 板，笔者使用的是 Leonardo，如果你手头有其他 Arduino 的开发板，也是可以的。

打开 mBlock 后，用 USB 线将 Arduino 板连接到电脑上。在菜单中，请选择和自己手上的开发板对应的型号。

点击 mBlock 的「连接」菜单，将看到一个串口号（不是 COM1 或 COM2），请单击串口号完成串口的连接。完成连接后，串口号前将出现一个打勾的符号。如果不确定哪一个串口号是正确的，可以打开系统的「设备管理器」来查看。

随后，点击菜单中的「更新固件」。

这里需要解释一下「固件」的概念。mBlock 连接 Arduino 硬件后，有两种工作模式。第一种，保持 Arduino 和电脑的串口连接，此时可以随时用 mBlock 控制硬件，也可以用 mBlock 监测硬件的状态，这种模式叫做「在线模式（Online）」；第二种，用 mBlock 编写好程序后，将程序烧录到 Arduino 开发板上，烧录之后，Arduino 可以脱离 mBlock 独立运行，这种模式叫做「离线模式（Offline）」。

对于第一次使用，如果要让 Arduino 以在线模式工作，必须在 Arduino 开发板上安装一个固件。从离线模式切换为在线模式前，也需要重新安装固件。

接下来，我们尝试用 mBlock 编写一个简单的程序：让 Arduino 的板载 LED 以两秒的周期闪烁。从指令区拖动指令到右边的程序区，如果想在程序区删除某些指令，将它拖动到指令区即可。如果在指令区找不到 Arduino 指令，请在「扩展」菜单中查看是否勾选了 Arduino。

板载 LED 对应的管脚号为 13，所以拖动出以下的程序。脚本区右下角的放大镜可以对脚本进行缩放。

双击程序块，就可以观察到板载 LED 开始闪烁了。这时候板上的 RX 和 TX 对应的 LED 也会开始闪烁，这是因为 mBlock 正在给 Arduino 开发板发送命令，同时 Arduino 也在给 mBlock 反馈信息。再次双击程序块，可以让程序停止运行。

以上是在线模式，如果要切换到离线模式，非常简单：右击「Arduino Program」模块，选择「upload to arduino」。

这时将会在右侧出现一个代码窗口，显示图形化程序对应的 Arduino 代码。当你改变左侧的图形化程序时，代码也将实时同步。再次点击「Upload to Arduino」按钮后，将会把代码上传（又叫烧录）到 Arduino 开发板中。烧录完成后，即使断开 mBlock 与 Arduino 的连接，程序依然可以正常运行。

提示：如果想再次切换为在线模式，需要再次安装固件。