Micro:Bit手柄试用之一MagicPad (解决蓝牙与gamePad包共存)

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前言

原创文章，转载引用务必注明链接。由于本人初次接触Micro:Bit，水平有限，如有疏漏，欢迎指正。

Micro:Bit真好玩！

DFRobot的论坛相关资料算是国内比较丰富的了，个人感觉MB比Arduino更有趣！感谢DFRobot，总会带来各种新奇、有趣价格相对不贵的模块，无论是Intel Edison还是micro:bit，都设计了大量模块，非常棒。文章原载于DFRobot论坛。

1、MagicPad设想

这次拿到micro:bit gamepad 遥控手柄，把玩了一下，发现很多神奇的功能，查阅了大量资料文档，算是管中窥豹，后续会分享给大家。这次做一个小项目，涉及到部分知识。目前想做的是:mb作为蓝牙遥控器，控制手机拍照(自拍)、查找手机、自动切歌、丢失报警(GamePad震动)等等。

2、硬件解析

这里用到的硬件如下：

micro:bit 编程入门开发板
micro:bit gamepad 遥控手柄
MicroUSB数据线(烧录、临时供电)
Android SmartPhone

micro:bit会在另一篇文章里进行介绍，其具有加速度与电子罗盘、温度及亮度传感器。这里主要说说DFRobot出品的GamePad拓展板。

2.1 GamePad 4 MicroBit by DFRobot

板载资源包括：

8个可编程按键，1个振动电机，一个蜂鸣器，一个LED 。

相关资料可以在产品维库上找到，文档上提供了诸多示例，把玩了一下，非常有趣。然而由于产品并不是开源硬件，没有提供相关硬件引脚信息，只有封装好的MakeCode操作库，经过一番思索查找，在官方产品github页面找到引脚定义。

2.2 寻找 GamePad 引脚定义

从面板上可以看到标记了部分引脚如P0、P12、P16等，另外A、B就是复用microbit板上的A、B按钮。
打开main.ts文件，第20行看到如下代码：

enum GamerBitPin { //% block="X button" P1 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P1, //% block="Y button" P2 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P2, //% block="D-PAD up" P8 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P8, //% block="D-PAD down" P13 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P13, //% block="D-PAD left" P14 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P14, //% block="D-PAD right" P15 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P15, }

至此，我们结合相关，可知对应引脚信息如下：

引脚	对应
P1	按钮X
P2	按钮Y
P8	按键UP
P13	按键Down
P14	按键Left
P15	按键Right
P5	按键A
P11	按键B
P0	Buzzer\|蜂鸣器
P16	LED
P12	Vibrator\|振动器

参考mb引脚定义：

P0/P1/P2又叫TouchPin，就是那三个大的引脚，其中音乐通常从P0输出。

2.3 测试一下

我们不借助DFRobot提供的MakeCode软件包，直接使用相关引脚看看：

https://makecode.microbit.org/_Cxpdt5MEVE8f

【直接操作引脚模式】注意初始化引脚方向，否则会乱跑。TouchPi和BtnA/B好像会初始化执行这一操作。但是程序会跑飞，需要进一步测试完善。

【DFRobot软件包操作模式】简洁很多，而且程序稳定。

3、软件部分

mb有诸多开发语言及开发环境可供选择，这里我们以MakeCode为例。

3.1 microbit Client —— MakeCode

MakeCode由微软开发，基于PXT (Programming eXperience Toolkit )，这种Visual Blocks开发最早在Scratch上看到，后来用过Webduino Blockly在线编辑器，彼时个人对它评价颇低。

这次拿到mb本来是奔着microPython去的，其间测试的时候用了一下MakeCode，甚是喜欢，支持自定义函数，提供丰富的文档和拓展支持，下限上限都非常高，既适合小孩子入门，面对更复杂的需求也能完成。

由于我们的设想是mb通过蓝牙控制手机，所以需要使用Bluetooth软件包，但是添加DFRobot官方的gamePad包时会提示冲突。

这优点类似radio与bluetooth包的冲突，那么如何解决呢？想到两个思路：

加法：既然知道了引脚定义，我们不用gamePad包，直接操作相关引脚
减法：使用官方提供的更为完善的gamePad包，进行移植修改及删减，由于软件包较小，这也未尝不可

3.1.1 加法

在直接操作Pin的示例中，D-Pad多按几次程序就跑飞了，如图所示显示乱码，mb无响应。回过头来，看到on pin Px pressed模块比较稳定，但是仅限于3个TouchPin，有没有类似的手写模块呢？我们找到了在控制组件里找到on event模块，拖拽右击选择help，可以看到相关帮助手册。

看了相关的1/2/3/4/5，表示还没看懂，这里按下不表，后面搞懂再来。

3.1.2 减法

思路就是剥离gamePad包里面与蓝牙功能冲突的部分，只保留需要的功能，这就需要阅读gamePad源码进行修改移植，本以为很难，不想十分简单。

参考如下：

pxt
pxt-microbit
pxt-sample

阅读MakeCode关于Creating Packages相关的手册内容，我们了解到了pxt.json文件，打开github上gamePad包的主页，果不其然：

{ "name": "gamePad", "version": "0.0.0", "description": "This library is DFRobot gamer:bit provides the game handle control function.", "license": "GNU", "dependencies": { "core": "*", "radio": "*" }, "files": [ "README.md", "gamerpad.cpp", "main.ts", "_locales/zh/gamePad-strings.json" ], "testFiles": [ "test.ts" ], "public": false }

第8行"radio": "*"提示该软件包依赖radio包，但是radio与bluetooth冲突，因此解决方法显而易见，我们fork一份gamePad包到自己的github账户下，修改pxt.json文件，删除radio包依赖，其实gamePad并不需要无线电功能才能运行，希望Lee可以改动一下。这里我改好的包地址为：

https://github.com/sjqlwy/pxt-gamePad

添加我的软件包地址即可以同时使用GamePad与蓝牙功能了。

至此我们解决了开发环境的冲突问题。

3.2 Android Server —— micro:bit APP

手机上需要安装一个服务软件，用来连接mb，并响应mb的指令。一种方式是使用可视化的MIT APP Invetor自己写程序，我们这里使用现成的micro:bitAPP即可，google play下载地址，无法访问的请下载附件。

4、开始动手！

目前实现的功能包括：

蓝牙控制
照片视频拍摄控制（切换前后摄像头）
音乐播放控制（音量+/-，切换歌曲）
Find My Phone
手机丢失告警

代码如下：

https://makecode.microbit.org/_5aY3heCgtLud

这里我们借助Devices包中的相关block，如果你默认使用的是Radio包，则需要手动添加并替换radio。

部分说明：

D-Pad控制音量加减和歌曲前后切歌，需要事先打开音乐播放器，如网易云音乐。
按A键开启前置摄像头5s后自拍，摇晃mb切换前后摄像头
按Y键，只要手机在蓝牙范围内，则会相应，这样就不怕手机丢在角落找不到了
当手机-mb之间距离发生变化时（读取RSSI值Received signal strength indication），进行判断，返回0-4的数值，0=no signal，4=full signal

下载烧录此程式到mb后，在Android手机上你需要执行以下步骤：

把MakeCode生成的hex文件拷贝到microbit磁盘内
在安卓手机上，如果micro:bit已经在已配对设备里，则选择取消保存。每次更新hex文件都要取消配对并重新配对，否则蓝牙通讯会失败。
在手机上运行Samsung micro:bit程序，选择Connect并与micro:bit进行配对。
按照图示操作让mb进入蓝牙配对模式：同时按住A和B键，短按Reset键，此时可以看到显示“PARING MODE”，松开A和B键。
回到手机端，输入密钥即可完成配对。
reset键重置mb使其进入我们烧入的程序，初始化成功会显示一个笑脸。
手机端选择mb进行连接，成功后mb会显示"C"(Connected)，断开会显示"D"(Disconnect)。
使用相关按键就可以实现功能了，快去试一试

5、后记

官方也提供了iOS的程序，但是本人没条件测试
测试过程使用microUSB供电，会出现不稳定情况
目前我们实现了mb远程控制手机的功能，了解了基础的蓝牙操作，下一步尝试安卓蓝牙串口发送自定义程序；APP Inventor手写程序；mb与Linux 蓝牙串口通讯
看到论坛里遥控小车用的mb作为主控，两块mb进行通讯更方便些，后面会尝试手写BeagleBone Blue|RPi的Linux蓝牙服务端与mb连接接收控制，暂时还没看到有人做