小创客轻松玩转掌控板

本书主要特色如下： 1.制作案例丰富，包含人机交互、物联网、人工智能领域等与日常生活紧密结合的实例，创意、实用、易学； 2.图形化编程与代码编程对照，基于mPython，容易上手，并能由浅入深了解Python语言的基础应用； 3.全彩印刷，每个实例的电路连接以及编程界面均采用彩色绘制和标注，生动直观； 4.step by step图文并茂，每个实例每一步均有详细的操作图示，读者一看就懂。 5.配套微课视频，每个实例均配有相应的视频演示，图文视频三合一，过程、结果一目了然；

2018年，教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，部署信息素养全面提升行动，提出“加强学生信息素养培育”“完善课程方案和课程标准，充分适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”“推动落实各级各类学校的信息技术课程，并将信息技术纳入初、高中学业水平考试”等要求，人工智能和编程课程再一次被重点强调。能否熟练地掌握一门编程语言，将影响一个孩子未来的发展。
Python是一门与人工智能紧密联系的编程语言。学习好Python语言，相当于拿下编程和人工智能两把人生发展的“金钥匙”。但是对于初学者来说，纯代码编程有入手难和程序“看不见摸不着”的问题。有时，花费大量时间学习纯代码编程，却编写不出足够好的程序，没有成就感。而结合图形化和代码对照编程方式的开源硬件编程，不仅可以降低编程的入手难度，而且还可以解决程序“摸不着”的问题，将程序的成果以开源硬件作品的形式展示出来。同时智能硬件作品还可以真正地应用在实际生活中，更能体现出学习的价值与乐趣。
本书以掌控板为开源硬件载体，使用mPython图形化编程平台为编程环境来解决初学者学习Python编程的痛点。
掌控板是一块MicroPython微控制器板，它集成ESP32高性能双核芯片，搭载了OLED显示屏、RGB灯、加速度计、麦克风、光线传感器、蜂鸣器、按键开关、触摸开关、Wi-Fi和蓝牙通信模块。通过简单的编程，你可以把自己的想象变为现实，制作出很酷的小作品。
mPython是一款对掌控板支持非常友好的编程软件，它可以帮助你从图形化编程入手，进而轻松掌握Python编程语言。在 mPython平台下，你不仅能够完成常规的小作品，甚至还可以完成具备人工智能和物联网功能的高科技炫酷作品。
考虑到初学者的学习需求，本书首先讲解了掌控板板载设备的使用技巧。通过入门章节的学习，初学者可以对掌控板编程建立初步的认识。之后，本书讲解了掌控板创意编程、扩展方法、通信技术、物联网、人工智能、电脑交互式动画程序相关内容。最后，结合3D打印的项目式作品设计，让读者系统地了解掌控板各方面的创意编程方式，抛砖引玉，激发读者的创作欲。
此外，本书配套了大量练习题，读者在做题的同时可以温故知新。同时，书中重难点章节配备微课视频，所涉及的程序源码均可下载使用，方便学习实践。
由于时间和水平有限，书中不妥之处在所难免，还望广大读者批评指正，谢谢！

编著者

本书采用全彩图解+视频讲解的形式，通过丰富有趣的制作案例，介绍了基于mPython开发掌控板的思路与技巧，主要介绍了掌控板的硬件知识、编程环境、开发准备、显示及输出功能、传感器应用、硬件扩展、通信功能、物联网功能、创意程序设计实例、人工智能应用、电脑动画交互以及与3D打印结合的综合项目设计等内容。
本书内容实用，案例丰富有趣，讲解循序渐进；全彩印刷，图文并茂；提供学习视频、软件开发工具、全部程序源文件，只需扫描书中二维码即可获取，是一本超值的掌控板开发图书。
本书非常适合掌控板开发人员、物联网及人工智能技术初学者、热爱创造的青少年朋友、中小学信息技术老师等学习使用，也可以用作相关培训机构的教材及参考书。

第1章 掌控板简介
1.1 什么是掌控板 001
1.2 掌控板的编程环境 002
1.3 编程前的准备 007
1.3.1 什么是程序 007
1.3.2 如何下载mPython 008
1.3.3 mPython软件功能分区与功能介绍 009
1.3.4 第一个程序的烧录 010
1.3.5 掌控板固件的更新 012

第2章 掌控板的信息输出
2.1 功能多样的OLED显示屏 014
2.1.1 文字的使用——向世界问声好 015
2.1.2 绘图功能——小小房子 016
2.1.3 动画的实现——倒计时器、报数与一石激起千层浪 019
2.1.4 二维码的显示 023
2.1.5 图片的显示——心跳的回忆 024
2.1.6 图片的上传 025
2.1.7 特效显示功能 030
2.2 多彩RGB灯 032
2.2.1 交通信号灯 032
2.2.2 随机颜色的RGB灯 033
2.3 蜂鸣器 034

第3章 掌控板感受外界的信息
3.1 按钮控制 037
3.2 触摸开关 040
3.3 声音传感器——麦克风 042
3.4 光线传感器 045
3.5 加速度传感器 046
3.6 磁场传感器（2.0版本专有） 048
3.7 中断机制——晃动检测与按钮的中断化应用 051
3.8 自定义函数——质数的判断 054
 
第4章 掌控板创意小程序
4.1 自动出题器 057
4.2 创意工牌 057
4.3 随机抽奖器——列表的使用 059
4.4 小小水平仪 061
4.5 虚拟托球小游戏 062

第5章 掌控板的扩展
5.1 多样的掌控板扩展板 066
5.2 数字输出的扩展 068
5.3 PWM 输出的扩展——灯的模拟性 069
5.4 模拟传感器的扩展——模拟角度传感器 071
5.5 数字传感器的扩展——触摸传感器 073
5.6 执行机构的扩展——舵机的扩展 075
5.7 特殊常用传感器的扩展——加载硬件扩展 078

第6章 掌控板通信功能
6.1 无线通信 082
6.2 Wi-Fi通信 086
6.3 蓝牙通信 092
6.4 串口通信 095
6.5 红外通信 097

第7章 掌控板的物联网功能
7.1 掌控板物联网 102
7.2 掌控板和虚谷物联（SIoT） 108
7.2.1 SIoT软件下载 108
7.2.2 SIoT软件准备 108
7.2.3 快速入门 109

第8章 掌控板综合性程序设计
8.1 分体式门铃 119
8.2 跨越屏幕的爱心 120
8.3 距离感知测试游戏 122
8.4 室内温度监测仪——数据图表的实现 124

第9章 掌控板与人工智能
9.1 语音识别（2.0版本专有） 127
9.2 语音合成 129
9.3 图像识别——小方舟的使用 131

第10章 掌控板与电脑动画的交互
10.1 掌控板环境光的检测——休息与玩耍背景的切换 142
10.2 人脸检测——你的年龄我来猜 144
10.3 掌控板1.0也可以语音识别——点亮RGB灯 145

第11章 掌控板与3D打印综合项目——小狗掌上智能助理
11.1 外壳设计与制作 148
11.2 程序实现 154
 
附录 157

结束语 158