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Micro:bit系列教程25：自定义Micro:bit软件包

摘要: 当要使用Micro:bit驱动非板载外设时，制作专用软件包并添加到项目，可提高程序的重复利用率，同时提高开发效率。 本节将介绍如何制作Micro:bit扩展软件包 ... ...

当要使用Micro:bit驱动非板载外设时，制作专用软件包并添加到项目，可提高程序的重复利用率，同时提高开发效率。

本节将介绍如何制作Micro:bit扩展软件包：

  1.搭载环境

  1.1.安装node.js

下载地址：https://nodejs.org/en/，根据32位或64位系统下载不同版本，并安装，推荐安装官方推荐版本：


检查是否安装成功：打开Windows命令行，输入node -v,输出版本号则表明安装成功：


若未正常显示版本号，请将安装路径添加到系统环境变量，或重新安装node.js

1.2.安装pxt命令行工具

  打开Windows命令行，输入：

    npm install -g pxt

 打若出现以下提示，则成功安装：


1.3.安装Visual Studio Code

下载地址：https://code.visualstudio.com/，根据32位或64位系统选择不同的版本下载安装，该工具为官方推荐工具，编辑TypeScript脚本时有语法提示，错误检查等，推荐使用。

检查是否安装成功：打开Windows控制台，输入code -v,输出版本号则表明安装成功：


若未正常显示版本号，请将安装路径添加到系统环境变量，或重新安装Visual Studio Code。

1.4.安装Git

下载地址：https://git-scm.com/，根据32位或64位系统选择不同的版本下载安装，发布软件包的时候需要用到该软件。

1.5.加载工具链

新建文件夹，(注意:制作的软件包也需放至该文件夹的子文件夹下，本次操作是在E:\Program\Project\MicroBit_Project\Server路径建立microbit文件夹)
在microbit文件夹下加载Micro:bit工具链，打开Windows命令行进入该文件夹，输入：
1pxt target microbit

该过程可能持续几分钟，如果出现如下提示，则表明Micro:bit工具链加载成功：

此时输入:

1pxt help

可查看pxt的命令行帮助:


打开microbit文件夹，可见该文件夹下新增如下文件：


  2.生成软件包所需文件

在microbit文件夹下，建立projects文件夹，(注意，必须命名为projects，当执行pxt serve命令时，将会寻找projects文件夹)。
进入projects文件夹，新建文件夹，并以软件包名称命名(最终会将该文件夹下所有文件上传至Github，本次操作中，在projects文件夹下新建MCP23017文件夹)，如下图所示：

打开Windows命令行，进入到新建的以软件包名称命名的文件夹 (本次进入到MCP23017文件夹)，执行以下命令，生成软件包所需的部分文件：

1pxt init


此操作需输入相关信息，分别如下：

name：模块名称，为软件包名称，该名称将来也将显示到makecode界面中。

description：对软件包功能的描述，用makecode加载软件包时将展示。

license: 软件授权条款

输入相关信息后，MCP23017文件夹下新增了如下文件：


其中pxt.json则记录了模块名称，软件包描述，软件授权条款等信息，如下图所示：


数据以json键值对的形式存储，如果需要修改数据，修改键对应的值即可。

3.设计驱动代码及图形块

打开Windows命令行，进入到新建的以软件包名称命名的文件夹 (本次进入到MCP23017文件夹)，输入以下命令，采用Visual Studio Code 打开该项目:

code .

输入回车后，VS Code打开了该项目(pxt init命令生成的就是一个VS Code项目)：


由于是制作软件包，不需要main.ts文件，因此，将main.ts重命名为 mcp23017.ts，并在该文件下采用TypeScrip编写MCP23017的驱动代码，设计图形块(图形块与注释相关联，图形块设计请参考：

https://makecode.com/defining-blocks

),之后，将pxt.json文件中”file”:下的main.ts修改为MCP23017.ts，如下图所示：



MCP23017驱动及图形块代码如下图所示：

  cpp代码：

001/**
002 * 使用此文件来定义自定义函数和图形块。
003 * 想了解更详细的信息，请前往 https://makecode.microbit.org/blocks/custom
004 */
005 
006/**
007 * 自定义图形块
008 */
009 
010enum REGISTER {
011    IODIRA = 0x00,
012    IODIRB = 0x01,
013    IPOLA = 0x02,
014    IPOLB = 0x03,
015    GPINTENA = 0x04,
016    GPINTENB = 0x05,
017    DEFVALA = 0x06,
018    DEFVALB = 0x07,
019    INTCONA = 0x08,
020    INTCONB = 0x09,
021    IOCONA = 0x0A,
022    IOCONB = 0x0B,
023    GPPUA = 0x0C,
024    GPPUB = 0x0D,
025    INTFA = 0x0E,
026    INTFB = 0x0F,
027    INTCAPA = 0x10,
028    INTCAPB = 0x11,
029    GPIOA = 0x12,
030    GPIOB = 0x13,
031    OLATA = 0x14,
032    OLATB = 0x15
033}
034 
035enum PIN {
036    A = 0,
037    B = 1
038}
039 
040//% weight=5 color=#9900CC icon="\uf53b"
041namespace MCP23017 {
042    const MCP23017_ADDRESS = 0x20
043 
044    const MCP23017_IODIRA = 0x00
045    const MCP23017_IPOLA = 0x02
046    const MCP23017_GPINTENA = 0x04
047    const MCP23017_DEFVALA = 0x06
048    const MCP23017_INTCONA = 0x08
049    const MCP23017_IOCONA = 0x0A
050    const MCP23017_GPPUA = 0x0C
051    const MCP23017_INTFA = 0x0E
052    const MCP23017_INTCAPA = 0x10
053    const MCP23017_GPIOA = 0x12
054    const MCP23017_OLATA = 0x14
055 
056    const MCP23017_IODIRB = 0x01
057    const MCP23017_IPOLB = 0x03
058    const MCP23017_GPINTENB = 0x05
059    const MCP23017_DEFVALB = 0x07
060    const MCP23017_INTCONB = 0x09
061    const MCP23017_IOCONB = 0x0B
062    const MCP23017_GPPUB = 0x0D
063    const MCP23017_INTFB = 0x0F
064    const MCP23017_INTCAPB = 0x11
065    const MCP23017_GPIOB = 0x13
066    const MCP23017_OLATB = 0x15
067 
068    let initialized = false
069 
070    function i2cwrite(addr: number, reg: number, value: number): void {
071        let buf = pins.createBuffer(2);
072        buf[0] = reg;
073        buf[1] = value;
074        pins.i2cWriteBuffer(addr, buf);
075    }
076 
077    function i2cread(addr: number, reg: number): number {
078        pins.i2cWriteNumber(addr, reg, NumberFormat.UInt8BE);
079        let val = pins.i2cReadNumber(addr, NumberFormat.UInt8BE);
080        return val;
081    }
082 
083    function initMCP23017(): void {
084        for (let regAddr = 0; regAddr < 22; regAddr++) {
085            if (regAddr == 0 || regAddr == 1) {
086                i2cwrite(MCP23017_ADDRESS, regAddr, 0xFF);
087            }
088            else {
089                i2cwrite(MCP23017_ADDRESS, regAddr, 0x00);
090            }
091        }
092 
093        //configue all PinA output
094        i2cwrite(MCP23017_ADDRESS, MCP23017_IODIRA, 0x00);
095 
096        //configue all PinB input
097        i2cwrite(MCP23017_ADDRESS, MCP23017_IODIRB, 0xFF);
098        //configue all PinB pullUP
099        i2cwrite(MCP23017_ADDRESS, MCP23017_GPPUB, 0xFF);
100 
101        initialized = true;
102    }
103 
104 
105    /**
106     *Read data from the register
107     * @param reg [0-21] register of mcp23017; eg: 0, 15, 23
108    */
109    //% blockId=ReadReg block="Read register |%reg| data"
110    //% weight=65
111    export function ReadReg(reg: REGISTER): number {
112        let val = i2cread(MCP23017_ADDRESS, reg);
113        return val;
114    }
115 
116 
117    /**
118     * WriteData to PinA or PinB
119     * @param pin [0-1] choose PinA or PinB; eg: 0, 1
120     * @param value [0-255] pulse of servo; eg: 128, 0, 255
121    */
122    //% blockId=WritePin block="Set P |%pin| value |%value|"
123    //% weight=75
124    //% value.min=0 value.max=255
125    export function WritePin(pin: PIN, value: number): void {
126        if (!initialized) {
127            initMCP23017();
128        }
129        if (pin == 0) {
130            i2cwrite(MCP23017_ADDRESS, MCP23017_GPIOA, value);
131        }
132        else {
133            i2cwrite(MCP23017_ADDRESS, MCP23017_GPIOB, value);
134        }
135    }
136 
137    /**
138     *ReadData From PinA or PinB
139     * @param pin [0-1] choose PinA or PinB; eg: 0, 1
140    */
141    //% blockId=ReadPin block="Read data from |%pin|"
142    //% weight=85
143    export function ReadPin(pin: PIN): number {
144        if (!initialized) {
145            initMCP23017();
146        }
147        if (pin == 0) {
148            let val = i2cread(MCP23017_ADDRESS, MCP23017_GPIOA);
149            return val;
150        }
151        else {
152            let val = i2cread(MCP23017_ADDRESS, MCP23017_GPIOB);
153            return val;
154        }
155    }
156}

4.编写测试代码

  在采用pxt init 生成的文件中，test.ts文件为测试文件，当作为软件包添加到其它项目中时，该文件不会被编译，而作为开发流程中的功能测试时，该文件将会被编译，且单独执行。

  现编写测试代码，对输出功能进行测试:


  在该测试代码中，其操作为对MCP23017的A引脚的输出寄存器写入十进制数值：85,其二进制为：01010101，对应PA0至PA7的电平状态分别为：高低高低高低高低。

  此次测试代码为：

  cpp代码：

1/* tests go here; this will not be compiled when this package is used as a library*/
2basic.forever(() => {
3    MCP23017.WritePin(0,85);
4})

5.编译检查，测试

  先进行语法检查，如果有语法出错，VS code 会进行提示，及时在VS Code中改正即可：


  打开Windows命令行，进入到新建的以软件包名称命名的文件夹 (本次进入到MCP23017文件夹)，进行以下操作：

  编译：(可选) 在命令行输入：pxt build,该步骤主要方便检查语法错误，实际中，VS Code能够提示语法错误，可先在VS Code中修改语法错误。

  编译并下载：(可选)在命令行输入：pxt deploy,该步骤为先编译，编译成功后直接下载，实际中，通过makecode进行下载更便捷。

打开makecode进行编辑并下载：（推荐）

  在命令行进入到microbit路径(该路径下包含projects文件夹，运行pxt serve将寻找projects文件夹，若找不到，则将自动创建新项目，因此必须先进入到含有projects子文件夹的microbit文件夹)，如下所示：


  在此基础上，在命令行输入：pxt serve,运行makecode 服务器，自动打开makecode网页：


此时，软件包已经加载到左侧，可预览软件包的颜色及图标，并可对图形块进行移动，如下图所示：


但是，在test.ts文件中，仅能以JavaScript代码的形式进行显示。

连接microbit，点击左下角的download，程序将下载到microbit中，运行的是test.ts文件中的代码。

下载后，将MCP23017的PA0-PA7连接至8个LED(低电平亮)，观察得，PA0-PA7连接的LED分别为灭亮灭亮灭亮灭亮，软件包测试通过。

6.发布

    软件包测试通过后，将其发布到Github，此次发布的本地仓库为MCP23017文件夹，具体发布流程请参考廖雪峰的Git教程：

https://www.liaoxuefeng.com/

最后，打开Windows命令行进入到MCP23017文件夹，输入pxt bump命令，修改版本号(修改pxt.json文件中version键对应的值)。

    将软件包发布后，即可根据Github仓库链接找到软件包，可在makecode中自由扩展该软件包到项目中了。


参考链接

搭建环境，及Github的使用：

https://makecode.com/cli

https://makecode.com/packages/getting-started

https://makecode.com/packages/getting-started/vscode

图形块定义

https://makecode.com/defining-blocks

Github教程

https://www.liaoxuefeng.com/

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