[發明專利]一種圖形化編程控制電子積木的方法

在審

• 申請號: 201610049972.9
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105739974A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 張鈺;牛偉博;沈博
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;A63H33/04;A63H33/26
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.一種圖形化編程控制電子積木的方法，其特征在于：該方法的具體步驟如下：

步驟1、將主控板的單片機的FLASH分為用戶程序區和bootload區，在單片機上下載預置的用戶程序和bootload程序；預置的用戶程序可檢測上位機是否發送字符a，如果檢測到上位機發送字符a則跳轉到bootload區；bootload程序的功能是擦除用戶程序區，接收上位機發過來的數據，并把數據寫入用戶程序區；

步驟2、搭建圖形化編程控制的電子積木：將積木組件搭建成玩具模型；主控板嵌于玩具模型內，將傳感器、馬達、燈和蜂鳴器與主控板自由組合，并通過連接線與主控板的接口連接；

步驟3、上位機的界面上設有程序模塊框、編譯程序菜單和下載程序菜單和程序編寫框；程序模塊框包括程序控制模塊、延時程序模塊、馬達程序模塊、燈程序模塊、聲音程序模塊、循環程序模塊和條件程序模塊；進行圖形化編程時，需要將程序模塊框里的模塊拖動到程序編寫框中，并且用線把各個模塊連接起來；模塊通過上位機界面上的圖標展現，每個圖標都各自代表一段獨立的代碼，通過圖標之間的連線把這些獨立的代碼按順序組合成完整的程序；每個圖標都帶有數據結構鏈表中的節點；在連接兩個圖標的兩個節點時，需要在前面圖標的節點上單擊鼠標左鍵，然后在后面圖標的節點上釋放鼠標左鍵，上位機會根據單擊鼠標左鍵和釋放鼠標左鍵這兩個事件的位置來選擇相對應節點，然后根據上位機的程序設定，前面圖標的節點會自動生成指向后面圖標節點的后向指針；程序模塊框里的程序開始模塊、程序結束模塊分別編有程序的開始和結束代碼；程序結束模塊在程序結束代碼之前編有串口檢測上位機發送數據的代碼；程序模塊框里的跳轉模塊和到達模塊實現了程序跳轉和到達功能；延時程序模塊編有延時代碼；循環程序模塊包括組成無限循環程序語句的循環頭模塊和循環尾模塊；條件程序模塊包括端口分叉模塊和端口合并模塊，端口分叉模塊的程序語句為判斷單片機的傳感器信號接口電平高低，端口分叉模塊有兩個后向指針，通過程序編寫先走端口分叉模塊后向指針的上面一路，再走下面一路；端口合并模塊的左上節點實現判斷語句的跳轉功能，左下節點實現判斷語句的到達功能，使得端口合并模塊只執行端口分叉上面一路的代碼，下面一路的代碼則跳過不執行，端口分叉模塊右邊的節點只是和下個圖標進行連接生成后向指針；燈程序模塊包括編有控制燈打開代碼的燈打開模塊和編有控制燈關閉代碼的燈關閉模塊；聲音程序模塊包括編有控制揚聲器打開代碼的揚聲器打開模塊和編有控制揚聲器關閉代碼的揚聲器關閉模塊；馬達程序模塊包括編有控制馬達正轉代碼的馬達正轉模塊、編有控制馬達反轉的馬達反轉模塊和編有控制馬達停止代碼的馬達停止模塊；程序開始模塊的節點是第一個節點，程序結束模塊的節點是最后一個節點，上位機遍歷每個節點后，按照順序把每個節點儲存的代碼組合在一起，并將最終生成的代碼保存在文件a.txt內；上位機最終生成的代碼與步驟1預置的用戶程序框架相同，都含有檢測上位機是否發送字符a的程序，如果發送字符a則跳轉到bootload區，而區別點在于上位機生成的代碼比預置的用戶程序多了孩子通過圖形化編程生成的代碼；

步驟4、在孩子完成圖形化編程后，通過點擊上位機中的編譯程序菜單，將保存在文件a.txt內的代碼編譯成bin格式的數據；

步驟5、通過點擊上位機中的下載程序菜單，上位機會先發送字符a，以提醒單片機做好接收程序準備，接下來會把保存在download.txt中的bin數據發送給單片機；

步驟6、單片機在用戶程序區運行的時候，接收到字符a，跳轉到bootload區，擦除用戶程序區后，再接收由代碼轉化而來的bin數據，通過bootload程序把數據寫入FLASH的用戶程序區內；寫入用戶程序區完畢之后，再跳轉到用戶程序區；于是，單片機有了程序之后，就會運行，去驅動各個電子積木模塊。

2.根據權利要求1所述的一種圖形化編程控制電子積木的方法，其特征在于：所述主控板的單片機為具有IAP功能的單片機，如芯片IAP12C5A60S2。

3.根據權利要求1所述的一種圖形化編程控制電子積木的方法，其特征在于：所述的傳感器包括光電傳感器、聲音傳感器和火焰傳感器。