1. Tổng quan về MicroBit
Hình 1: Hình ảnh mặt trên và mặt dưới của MicroBit
MicroBit là một thiết bị nhỏ gọn có thể cầm trên tay. Chi tiết hơn, nó thực sự là một máy tính thu nhỏ và có khả năng lập trình được. Tức là người dùng có thể thay đổi chức năng và hoạt động của nó để tạo ra các ứng dụng hấp dẫn và thu hút, từ điều khiển các hiệu ứng đèn chớp tắt, cho đến các ứng dụng phức tạp như là điều khiển Robot không dây, nhà thông minh, thậm chí là các ứng dụng cao cấp như Internet vạn vật (còn gọi là Internet of Things).
Hiện tại MicroBit được sử dụng trong trường học khá rộng rãi, và trở nên rất phổ biến ở các nước trên thế giới như Phần Lan, Iceland hay Singapore. Với việc hỗ trợ ngôn ngữ lập trình theo kiểu “kéo-thả” cùng một bộ thư viện khá đầy đủ, các em học sinh có thể dễ dàng tiếp cận và sáng tạo ra rất nhiều các ứng dụng thú vị.
Trong giáo trình này, chúng tôi tập trung vào việc hướng dẫn các thao tác cơ bản để người đọc có thể làm được những ứng dụng đơn giản và làm nền tảng cho việc tự tìm hiểu cũng như sáng tạo các ứng dụng trên MicroBit.
2. Các bước cơ bản để lập trình trên MicroBit
Bước 1: Kết nối với MicroBit
Việc kết nối với MicroBit thực sự rất đơn giản, chỉ cần một dây micro USB vào máy tính. Hệ điều hành trên máy tính sẽ tự động nhận ra mạch MicroBit như một USB bình thường. Hình 2 mô phỏng việc kết nối giữa máy tính và mạch MicroBit.
Hình 2: Kết nối mạch MicroBit với máy tính thông qua dây USB
Bước 2: Viết chương trình
Để lập trình cho MicroBit, có rất nhiều công cụ hỗ trợ. Tuy nhiên trong giáo trình này, chúng tôi sử dụng môi trường lập trình trực tuyến, gọi là MakeCode. Một lợi thế rất lớn mà MakeCode có được là việc mô phỏng chương trình trước khi nạp trực tiếp vào mạch MicroBit. Chức năng này sẽ tiết kiệm nhiều thời gian cho việc kiểm tra chương trình.
Vào đường dẫn sau đây, và chọn vào New Project https://makecode.microbit.org/
Hình 3: Vào trang web lập trình trực tuyến MakeCode
Giao diện sau đây sẽ hiện ra để chúng ta có thể bắt đầu lập trình:
Hình 4: Giao diện lập trình cơ bản
Chương trình của MicroBit mặc định sẽ có 2 khối cơ bản như sau:
- on start: Những câu lệnh trong khối này sẽ được thực hiện đầu tiên khi mới bật nguồn, tuy nhiên nó chỉ được thực hiện duy nhất một lần.
- forever: Những câu lệnh trong khối lệnh này sẽ được thực hiện sau khối on start, tuy nhiên nó được lặp đi lặp lại mãi mãi khi mạch MicroBit còn được cấp nguồn điện.
Đầu tiên, để cho đơn giản, chúng ta dùng câu lệnh show icon nằm trong nhóm lệnh Basic (xem Hình 5)
Hình 5: Viết chương trình đầu tiên bằng lệnh show icon
Chúng ta có thể ghép 2 câu lệnh show icon như Hình 6. Câu lệnh show icon là một câu lệnh có thể thay đổi nội dung hiển thị bằng cách chọn vào dấu mũi tên bên phải.
Hình 6: Tạo chương trình bằng 2 câu lệnh show icon
Bước 3: Nạp chương trình
Việc nạp chương trình vào mạch MicroBit thực sự rất tiện lợi do bo mạch này được nhận diện như một thiết bị USB bình thường. Như hình bên dưới, mạch MicroBit được nhận dạng là ổ đĩa F.
Do đó, chúng ta chỉ cần nhấn vào nút Download và chọn đường dẫn tới mạch MicroBit là xong. Quá trình nạp sẽ mất vài giây. Trong suốt quá trình nạp, đèn nguồn bên cạnh khe cắm USB sẽ chớp tắt liên tục. Khi đèn ngừng chớp tắt cũng là lúc chương trình nạp xong và bo mạch
MicroBit sẽ bắt đầu chạy chương trình mà chúng ta vừa hiện thực.
Hình 7: Mạch MicroBit được nhận dạng là một ổ đĩa trên máy tính
3. Các bước cơ bản để lập trình trên MicroBit
Đây là một đặc tính hết sức thú vị của chương trình lập trình hỗ trợ trên bo mạch MicroBit. Ở khung cửa sổ bên trái, mạch mô phỏng lại chương trình mà chúng ta vừa viết. Nhờ chức năng này mà chúng ta có thể tự tìm hiểu chức năng của một câu lệnh, giống như việc nhấp vào câu lệnh và xem đáp ứng của chú mèo bên ngôn ngữ Scratch. Trong ví dụ bên dưới, mạch mô phỏng sẽ luân phiên hiển thị hình ảnh 2 trái tim, tương ứng với chương trình của chúng ta hiện thực ở khung chương trình bên phải.
Hình: Chương trình mô phỏng trên MicroBit
Nhờ chức năng mô phỏng này, chúng ta có thể viết và kiểm tra sơ bộ chương trình trước khi nạp vào mạch MicroBit. Bên cạnh đó, học sinh có thể tự viết những chương trình ở nhà, không cần mạch MicroBit, mà vẫn có thể thấy được kết quả của mình.
4. Các thao tác cơ bản trên MicroBit
Tương tự như ngôn ngữ kéo thả Scratch, môi trường lập trình trên MicroBit cũng được tổ chức thành 3 phần như trình bày ở Hình 8. Thay thế cho sân khấu với nhân vật chú mèo, chúng ta có hình ảnh của mạch MicroBit. Thực chất, đây chỉ là hình ảnh mô phỏng việc thực thi chương trình của chúng ta trên mạch MicroBit. Về cơ bản, việc mô phỏng khá chính xác với chương trình sẽ chạy thực tế trên mạch MicroBit.
Hình 8: Giao diện lập trình trên MicroBit
Ở khung cửa sổ thứ 2, chúng ta có các câu lệnh trên MicroBit, được tổ chức theo từng nhóm, mỗi nhóm có 1 màu khác nhau. Cũng như môi trường lập trình trên Scratch, việc tổ chức này giúp chúng ta dễ dàng tìm kiếm các câu lệnh dựa vào màu sắc của chúng. Cuối cùng, là khung chương trình, dùng để ghép nối các khối lệnh trên MicroBit.
4.1 Ghép nối các câu lệnh
Hoàn toàn tương tự với Scratch, việc ghép nối các câu lệnh trên MicroBit được dựa vào nguyên lý “kéo-thả”, như minh họa ở Hình 9.
Hình 9: Ba bước để thực hiện việc kéo thả
Tuy nhiên, trên môi trường MicroBit, khi một câu lệnh được ghép nối không hợp lệ, nó sẽ bị tô xám. Chỉ khi nào được ghép nối một cách hợp lệ, nó mới hiển thị màu của câu lệnh đó, như minh họa ở Hình 10.
Hình 10: Ghép nối hợp lệ và không hợp lệ
4.2 Thay đổi thông số của một câu lệnh
Hoàn toàn tương tự như trên Scratch, có 2 cách để chúng ta có thể thay đổi thông số của một câu lệnh:
Nhấp đôi vào giá trị trong ô màu trắng, sau đó nhập giá trị mới
Chọn vào một danh sách có sẵn, như minh họa ở Hình 11.
Hình 11: Thay đổi thông số của một câu lệnh
Trong một số trường hợp, mặc dù là danh sách chọn, chúng ta vẫn có thể nhập một giá trị ngoài danh sách có sẵn. Ví dụ như ở Hình 11, chúng ta có thể nhập vào con số 5000 nếu muốn tạo hiệu ứng đợi 5 giây.
4.3 Nhân bản - Xóa một câu lệnh
Để thực hiện 2 chức năng này, chúng ta nhấp chuột phải vào câu lệnh đó, và chọn Duplicate hoặc Delete Block, như minh họa ở Hình 12.
Hình 12: Nhân bản - Xóa một câu lệnh
5. Bài tập.
Học sinh tự thiết kế thêm những hình ảnh sinh động khác trong kịch bản hiển thị của MicroBit bằng câu lệnh show icon.